CC BY
8
Д • 7universum.com
Д UNIVERSUM:
№ 7(109) /YY\ химия И БИОЛОГИЯ июль, 2023 г.
ИЗУЧЕНИЕ ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА БЕНТОНИТА ХОВДАКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
3mKyp6onoe Фур кат Бозорович
профессор, д-p хим. наук, декан факультета промышленных технологий, Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: _ furqat-8484@mail.ru
Рахимов Ллишер Худайкулович
преподаватель,
Денауского института предпринимательства и Педагогики,
Республика Узбекистан, г. Денау E-mail: alisher@mail.ru
Бобокулова Махзуна Шайдулло кизи
базовый докторант, Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: mahzuna@mail.ru
Лшурова Лсал Лбдуалим кизи
студент,
Термезского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: munisa. eshqurbonova@inbox. ru
INVESTIGATION OF THE СИЕМ1САЬ А^ МШЕЯАШС1САЬ COMPOSITION OF BENTONITE OF THE KHOVDAK DEPOSIT
Furkat Eshkurbonov
Professor, Doctor of Chemical Sciences, Dean of the Faculty of Industrial Technologies of the Termez Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Termez
Alisher Rakhimov
Lecturer,
Denau Institute for Entrepreneurship and Pedagogy, Republic of Uzbekistan, Denau
Makhzuna Bobokulova
Basic doctoral student of the Termez Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Termez
Asal Ashurova
Student,
Termez Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Termez
АННОТАЦИЯ
Исследована химико-минералогический состав Ховдакской бентонита для использования в различных сферах народного хозяйства. Изучены микроскопические исследования проб бентонита при помощи оптического микроскопа МБС-10 в проходящем и поляризованном свете с установленной цифровой камерой с кратностью
Библиографическое описание: ИЗУЧЕНИЕ ХИМИКO-МИНЕPAЛOГИЧЕСКOГO COCTABA БЕНТOНИТA ХOВДAКСКOГO МЕСТOPOЖДЕНИЯ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Эшкурбонов Ф.Б. [и др.]. 2023. 7(109). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/15747 (дата обращения: 06.07.2023).
увеличения до 600 с. Изучение фазового состава проб бентонита Ховдакского месторождения проводили рентгенографическим методом анализа.
ABSTRACT
The chemical and mineralogical composition of the Khovdak bentonite clay for the production of sorbents was studied. Microscopic studies of samples of bentonite clays were carried out using an MBS-10 optical microscope in transmitted and polarized light with an installed digital camera with a magnification factor of up to 600 s. The study of the phase composition of samples of bentonite clays of the Khovdakskoye deposit was carried out by X-ray analysis.
Ключевые слова: бентонит, сорбция, фазовый состав, очистка сточных вод, сорбент.
Keywords: bentonite, sorption, phase composition, wastewater treatment, sorbent.
В мире бентониты и их разновидности играют значительную роль в виде минеральной добавки, при разведении сельскохозяйственных животных и птицы, а также дезодорации помещений. Применение бентонитов связано с их химическим составом, который включает в себя множество жизненно важных микро- и макроэлементов.
В качестве сорбентов применяются различные искусственные и природные материалы: зола, коксовая мелочь, торф, силикагели, алюмогели, разновидности бентонита и др. Следует отметить, что в зависимости от природы и содержания минералов изменяются их сорбционные и избирательные свойства удаляемых из хлопковых масел сопутствующих веществ. Так, например, из литературы известно, что ангренский каолин эффективно сорбирует гос-сипол и его производных [1], а активированный уголь - канцерогенные вещества (остатки углеводородного растворителя, 3,4-бензопирена и др.) [2].
В данном исследовании были синтезированы соединения на основе бентонита и органических мономеров [3-5]. Даны рекомендации по использованию синтезированных соединений в пищевой промышленности.
Следует отметить, что в целях достижения максимальных уровней очистки воды с применением сорбентов на основе бентонитов требуется их активация и модифицирование. В свою очередь, для организации производства адсорбентов в промышленном масштабе требуется проведение целенаправленных исследований и разработки новых и высокоэффективных технологий по комплексной переработке бентонита исходя из их химико-минералогического состава, структуры и сорбционных свойств, и дальнейшего их места применения.
В Джаркурганском районе Сурхандарьинской области находится месторождение Хаудаг, где запасы бентонитового сырья в объеме 1091 тыс. тн.,
которое разрабатывается ООО «МS-MАRJОN» для обеспечения потребности фермерских хозяйств своей продукцией в качестве агрорудного сырья и других направлений потребления.
Изучение физико-химического и минералогического состава бентонита и его аналогов осуществлялось методами электронно-микроскопического, термогравиметрического и рентгенографического анализов, использование которых дает возможность объяснить влияния изменений происходящих в процессе модификации на их свойства.
Подготовка проб для рентгенофазового анализа проводилась в соответствии с методическими указаниями [6]. Исследуемые объекты предварительно высушивались до постоянной массы, затем производилось измельчение в агатовой ступке до полного прохождения через сито 006. Сравнением рентгеновских дифрактограмм образцов с дифракционными максимумами, характерных для определенной структуры идентифицированы фазовые составы [7] и определены параметры элементарной ячейки образцов бентонита [8]:
Для определения минералогического состава и изменения структуры минералов с повышением температуры при термохимической активации был использован метод рентгенофазового анализа.
Результаты исследований показали, что образец бентонита Хаудакского месторождения содержит в основном алюминового, натриевого и калиевого оксида (1,4250; 1,3012; 0,4263; 0,2729; 0,2298; 0,1801; 1,4090 нм). Наличие интенсивных линий, характерных для бентонита (рис. 2.1) доказывает, что он в данном случае является основным породообразующим минералом. Кроме линий характерных для бентонита (0,9891; 0,3870; 0,3853; 0,3611; 0,3001; 0,1597; 0,1699 нм). В оксидной форме алюминия и натрия доказывает рефлекс ё001 = 1,301 нм.
Рисунок 1. Дифрактограмма образца Ховдакского бентонита
Образцы бентонита были изучены методами Фурье ИК- спектроскопии на спектрометре №со^ 1850 Б^зИег 8е1еП111С. Для спектральных испытаний были приготовлены образцы в порошкообразном виде и в виде таблеток. Образцы прошли предварительную сушку при температуре 105°С в сушильном
шкафу в течение более 9 часов. На энергодисперсионном спектре бентонита зафиксированы следующие химические элементы (по мере убывания): кислород, кремний, алюминий, железо, калий, натрий и др.
Рисунок 2. ИК-спектр образца Ховдакского бентонита
На рис.2 приведены данные ИК-спектра исходного Ховдакского бентонита. В ИК-спектре исходного Ховдакского бентонита - Al2Озx2SiО2x2H2О имеются широкие полосы поглощения в области
662-1028 см-1 отвечающие за колебание А1-О, 3331 и 2899 см-1 обусловленное деформационным колебанием Н-О-Н и 1426 см-1 валентное колебание -ОН. Валентное колебание при 1159 см-1 отвечает за
атомы мостикового кислорода осциллирующих в молекуле Si-О-Si. Также, присутствуют слабые пики поглощения в области 985 и 1021 см-1 соответствующие АЬОз.
Образцы Ховдакского бентонитов были исследованы методом сканирующей электронной микроскопии. На фотографиях хорошо просматриваются шероховатости, трещины, поры и другие неровно-
сти на поверхности образцов. Результатами микроснимков образцов, которые приведены на рис. 3 показывают, что исходные частицы бентонита, а также термохимической активированной образцов имеют покатую форму без острых углов. При увеличении 250 цм на микрофотографиях хорошо видна новообразования представляющая собой соединений оксида алюминия и железа на поверхности глинистых частиц.
Рисунок 3. Электронно-микроскопиче
Химический анализ тонких фракций бентонита выполнялся по ГОСТ 21216-2014 [9], согласно которому определялись весовые проценты SiО2, ТЮ2, ЛЬОз, Ре2Оз, MgО, МпО, СаО, ^О, К2О и Р2О5. Из данных проведенного химического анализа следует, что исследуемый бентонит богат ионами щелочных
Химический состав
ч снимок образца Ховдакского бентонита
металлов. В табл. 1 также приводятся данные о химическом составе Шерабадского бентонита, в качестве контрольного образца.
В табл. 1 представлены изменения химического состава бентонитов Ховдакского и Шерабадского месторождений до и после их обогащения.
Таблица 1.
образцов бентонита
Наименование хими- Ховдакского бентонита, % Шерабатского бентонита, %
до обогащения после обогащения до обогащения после обогащения
ческих компонентов
81О2 61,2 55,з 54,91 з8,02
ЛЬОз 16,з 21,2 14,6 з0,5
СаО з,6 з,8 1,6 1,8
Бе2Оз 2,8 2,з 6,6 6,2
^О 2,4 2,2 1,9 1,7
MgО з,6 з,8 1,6 1,8
МпО 0,7 0,8 0,4 0,8
К2О 2,6 2,з 1,65 1,4
Р2О5 о,з 0,5 0,56 0,68
СО2 0,12 0,10 0,18 0,25
п.п.п 6,з8 7,7 16 16,85
Из табл. 1 видно, что содержание SiО2 после обогащения Ховдакского бентонита методом отму-чивания снизилось с 61,2 до 55,3%, а Шерабадского бентонита - с 54,91 до 38,02%. И наоборот, содержание АЬОз после обогащения Ховдакского бентонита повысилось с 16,3 до 21,2%. При этом содержание красящих оксидов ^е2Оз, MgО и др.) в обеих образцах снизилось примерно в 2 раза. По содержанию ЛЬОз и Fе2Оз обогащенный бентонит Шерабадского месторождения превосходит обогащенный бентонит Ховдакского месторождения. Это благоприятно
сказывается на качестве получаемых адсорбентов и еще раз подтверждает особую необходимость осуществления процесса обогащения бентонитов перед их активацией.
Таким образом, комплексное исследование бентонита Ховдакского месторождения показало, что его основным составляющим является алюминовый, натриевый и калиевый оксид. Бентонит данного месторождения отличается от других бентонитов Узбекистана малым содержанием вредных примесных неглинистых материалов.
Д • 7universum.com
A UNIVERSUM:
№ 7(109) /YY\ химия И БИОЛОГИЯ июль, 2023 г.
Список литеpaтуpы:
1. Надиров Н.К. Теоретические основы активации и механизма действия природных сорбентов в процессе осветления растительных масел. М.: Пищевая промышленность, 1973, - С. 205-210.
2. Ксенофонтов Б.С. Утилизация осадков сточных вод путем компостирования с торфом // Экология производства. - 2011. - № 2.- С. 40-44.
3. Eshqurbоnоv F.B., Яах1шоу A.X., То1гоуа G.X. Хоуёак bentoniti bilan to'ldirilgan роНакгПопкгП кошро2Шш^ зогЬбюп xоssalarini о4rgamsh // Научный вестник СамГУ, г. Самарканд. -2022. -№ 1 (131) -с. 17-20.
4. Eshqurbоnоv F.B., Кяхтоу A.X., Izzatillaev N.A., Во^гоу A.Y. Iоnalшashinuvchi kошpоzitsiоn materiallarning elektrоn шikrоskоpik tadqiqоti va sirt-faоllik tavsifini о4rgamsh // Научный вестник СамГУ, г. Самарканд. -2022. -№ 3 (133) -с. 85-88.
5. Eshqurbоnоv F.B., Raxiшоv A.X., Bоbоqulоva Sh.M., Abduraxшоnоv F.R. Xоvdak bentoniti asоsida iоnalшashinuvchi kошpоzitsiоn шateriallarni о^тНк yоg'ini оqartirishda qо'llash // Научный вестник СамГУ, г. Самарканд. -2022. -№ 5 (135) -с. 33-36.
6. Хигерович, М.И. Физико-химические и физические методы исследования строительных материалов 7 М.И. Хигерович, А.П. Меркин. - М.: Высшая школа, 1968. - 136 с.
7. Горшков, В.С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: учеб. пособие. В.С.Горшков, В.В.Тимашев, В.Г.Савельев: - М: Высш. школа, 1981. - 335 с.
8. Рентгенография основных типов породообразующих минералов (силикаты) / под ред. Франк-Каменецкого. - М.: Недра, 1984. - 261 с.
9. ГОСТ 21216.0-93. Сырье глинистое. Методы испытаний. Национальный стандарт РФ. 01.01.1995.
