CC BY
36
DOI - 10.32743/UniChem.2022.99.9.14219
МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАОЛИНОВ АНГРЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Аймурзаева Лиза Гулмурзаевна
д-р философии по техн. наукам (PhD), ассистент кафедры
«Методика преподавания химии», Нукусский педагогический институт им. Ажинияза, Республика Узбекистан, г. Нукус E-mail: aymurzaevaliza591@gmail. com
Жумаева Дилноза Жураевна
д-р техн. наук (DSc), ведущий науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: d. jumayeva@list. ru
Эшметов Иззат Дусимбатович
д-р техн. наук, проф., зав. лабораторией «Коллоидная химия и промышленная экология», Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: izzat. esh81@gmail. com
Фузайлова Феруза Нормуродовна
PhD, ст. научн. сотр., Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: foozayl 17.06@,mail. ru
Абдурахимов Акмал Ходжиакбарович
PhD, доц.,
Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: A [email protected]
Барноева Сайёра Бобомуродовна
мл. научн. сотр.,
Институт общей и неорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент
MINERALOGICAL COMPOSITION, PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS
OF KAOLINS OF THE ANGREN DEPOSIT
Liza Aymurzaeva
PhD, assistant of the department "Methods of Teaching Chemistry" Nukus Pedagogical Institute named after Ajiniyaz, Republic of Uzbekistan, Nukus
Dilnoza Jumaeva
DSc, leading research scientist, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАОЛИНОВ АНГРЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Аймурзаева Л.Г. [и др.]. 2022. 9(99). URL: https://7universum. com/ru/nature/archive/item/14219
Izzat Eshmetov
Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of "Colloidal Chemistry and Industrial Ecology " Laboratory, Institute of General and Inorganic Chemistry of Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Feruza Fuzaylova
(PhD), Senior Research Fellow, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Akmal Abdurahimov
(PhD), Associate Professor, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Sayyora Barnoyeva
Junior research fellow, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В работе приведены результаты данных экспериментальных опытов и анализов минералогического состава и физико-химические характеристики Ангренского каолина, используемого в качестве коагулянта-адсорбента для очистки сточных вод текстильного производства от различных примесей.
Физико-химические исследования показали, что в состав Ангренских каолинов входят такие минералы, как кварц, каолинит, иллит и гетит. Описаны физико-химические свойства каолинов Ангренского месторождения.
Установлено, что каждый слой в структуре каолинита образован кремнекислородными тетраэдрами, которые соединены с ионами алюминия, расположенными в октаэдрическом окружении из атомов кислорода.
ABSTRACT
The paper presents the results of scientific experiments and analyzes of the mineralogical composition and physico-chemical characteristics of Angren kaolin, used as a coagulant-adsorbent for the purification of wastewater from textile production from various impurities.
Physical and chemical studies have shown that the composition of Angren kaolins includes such minerals as quartz, kaolinite, illite and goethite. The physical and chemical properties of kaolins from the Angren deposit are described.
It has been established that each layer in the structure of kaolinite is formed by silicon-oxygen tetrahedra, which are connected to aluminum ions located in an octahedral environment of oxygen atoms.
Ключевые слова: минеральный состав, каолин, Ангренское месторождение, характеристика каолина, рентгенограмма, ИК-спектрометрия, текстильная промышленность, сточные воды.
Keywords: mineral composition, kaolin, Angren deposit, characteristics of kaolin, X-ray, IR-spectrometry, textile industry, wastewater.
Введение
В мире ведутся широкие научные исследования по разработке на основе местного сырья и синтетических веществ адсорбентов и реагентов, используемых при коагуляционных методах очистки окрашенных сточных вод текстильных предприятий. В этом плане с целью достижения высокой эффективности адсорбентов и реагентов особое внимание уделяется физико-химическим методам воздействия на структуру глин химической модификацией; производству адсорбентов, а также коагулянтов с высокими адсорбционными свойствами для очистки сточных вод текстильного предприятия.
И в нашей республике проводятся научно-исследовательские работы по получению адсорбентов из
местного сырья (глинистые минералы, угли, растительное сырье) и отходов различных производств, исследованию и применению полученных материалов для очистки промышленных сточных вод. В связи с увеличением числа производственных предприятий потребность в воде в промышленности растет, так как увеличивается ассортимент продукции.
Решение проблем, связанных со сточными водами, используемыми на этих предприятиях, всегда было в центре внимания как актуальная проблема. На сегодняшней день сточные воды, образующиеся в технологических процессах промышленных предприятий, загрязняются вредными примесями в зависимости от вида продукции, производимой на этом предприятии. А в текстильной
промышленности при производстве 1 кг ткани образуется 100-200 литров сточных вод, загрязняющих окружающую среду. Текстильная промышленность является одним из серьезных источников загрязнения окружающей среды во всех странах мира [6] на протяжении всей цепочки технологического процесса от производства волокна до отделки тканей [10].
Коагулянты и адсорбенты на современных производствах часто используются для очистки промышленных стоков от органических и неорганических загрязняющих воду веществ. Широкое распространение глин, в первую очередь каолиновых глин, с высоким содержанием оксида алюминия делает их перспективным сырьем для получения коагулянтов и адсорбентов [3].
В Узбекистане самым крупным месторождением каолиновых глин является Ангренское, которое занимает второе место среди стран СНГ [1]. В основном широко используются три вида Ангренских каолиновых глин: белые, серые и пестроцветные каолиновые глины [2]. На сегодняшней день разведанные запасы Ангренского месторождения составляют 2,5 млрд тонн бурых углей и 15 млрд тонн каолиновых глин, площадь месторождения - около 70 км2 [4].
Объекты и методы исследования
Важные научные решения об адсорбентах могут быть приняты путем определения химического со -става, минералогических свойств выбранного сырья для удовлетворения требований к адсорбенту. Для этого важно изучить их морфологию и особенности строения, а также текстуры адсорбентов. В работе использовались физико-химические методы анализов, в том числе ИК-спектроскопии, для определения кислородсодержащих и других групп, рентгенофа-зовый анализ для определения минералогических и элементных составов каолина. Рентгенофазовый анализ проводился по методике [8], и по результатам рентгенофазового анализа получены данные [7]. Спектрофотометрические методы исследования проводились на приборе [5; 9]. Химический анализ сырьевых материалов проводился по методике, обусловленной ГОСТ-26423-86.
Результаты и их обсуждение
Для достижения цели проведены исследования физико-химических свойств Ангренских пестро-цветных каолиновых глин. Как минеральное сырье каолиновая глина является одной из универсальных глинистых пород, которая широко используется в промышленности для разных целей.
Проведенные физико-химические исследования Ангренских каолинов показывают, что в состав этих пород входят такие минералы, как кварц, каолинит, иллит и гетит, а в химическом составе каолиновых глин содержатся следующие оксиды (мас%.): AhOs - 19,75; Fe2Os - 4,99; SiO2 - 60; Na2O - 0,1; K2O -1,2; CaO - 1,0; MgO - 1,0 и п.п.п. - 10. На рисунке 1 представлена пестроцветная Ангренская каолиновая
глина, которая в основном состоит из минерала каолинита. Глинистый минерал - каолинит имеет формулу в виде АЬ[81205](0Н)4. Его структура изображена на рисунке 2.
Рисунок 1. Внешний вид пестроцветной Ангренской каолиновой глины
Рисунок 2. Структура каолинита
Каолинит имеет слоистую структуру. Его слои связаны с помощью водородных связей. Каолинит при добавлении воды образует пластичную массу, вода попадает в межслоевое пространство, способствует скольжению слоев.
Как видно из рисунка, каждый слой в структуре каолинита образован кремнекислородными тетраэдрами, которые соединены с ионами алюминия, расположенными в октаэдрическом окружении из атомов кислорода.
Основные требования, предъявляемые к адсорбентам, применяемым для очистки промышленных сточных вод, - высокое содержания оксидов AI2O3 и Fe2O3, участвующих в процессе коагуляции.
Для этой цели изучен химический состав каолинов Ангренского месторождения, который приведен в таблице 1.
Таблица 1.
Химический состав каолинов Ангренского месторождения
Наименование образцов Химический состав, в масс. %
SiO2 AhO3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O Прочие вещества
Пестроцветный 53,6-58,75 24,18-25,12 3,79-4,04 0,21-1,35 0,36-1,59 0,84-0,91 8,89
Серый 58,37-59,81 22,31-23,03 1,98-2,69 1,62-1,83 1,12-1,31 1,02-1,08 9,26
Белый 45,72-46,53 37,28-39,14 0,82-0,99 0,48-0,57 0,52-0.67 0,68-0,72 8,12
Как видно из табличных данных, содержание AhOз и Fe2Oз более высокое в пестроцветных Ангренских каолиновых глинах.
Рисунок 3. Рентгенограмма Ангренского пестроцветного каолина
Рентгенофазовые анализы показали, что в образцах происходят изменения и разрушения структур минерала. На рентгенограмме видно, что в составе глины содержатся в основном минералы каолинит, о чем свидетельствует наличие соответствующих дифракционных максимумов = 0,713; 0,436; 0,357; 0,256; 0,233; 0,223; 0,149; и кварц, соответствующий дифракционным максимумам = 0,425; 0,334; 0,245; 0,228; 0,212; 0,198; 0,180.
Заключение
Выявлены минералогический и химический составы Ангренской каолиновой глины. Изучены физико-химические характеристики адсорбента на основе Ангренских пестроцветных каолиновых глин. По рентгенограмме установлено, что в составе глины содержатся в основном минералы кварц и каолинит. Результаты анализов химического состава показали, что пестроцветный каолин содержит в своем составе 24,18-25,12 и 3,79-4,04% Al2Oз и Fe2Oз соответственно.
Список литературы:
1. Жуманов Ю.К. Физико-химическое исследование каолинов Зарафшанского региона // Universum: технические науки: электронный научный журнал. - 2018. - № 10 (55). - С. 49.
2. Керамические материалы на основе Ангренского каолина / Г.Т. Адылов, Г.В. Воронов, Н.А. Кулагина, Э.П. Мансурова [и др.]. - 2008. - С. 29.
3. Коагулянт-адсорбент для очистки воды, способ его получения и способ очистки // RU2006105665A.
4. Кривенко Ю.Н., Боднар В.И. Разрез «Ангренский» - уникальное каолино-угольное месторождение // Горный вестник Узбекистана. - 2008. - № 1. - С. 10.
5. Тарасевич Б.Н. ИК-спектры основных классов органических соединений. - М., 2012. - С. 55.
6. Шпиз Л.Л., Киршина Е.Ю., Жданова В.А. Очистка сточных вод текстильного производства от красителей // Сборник научных статей Международной научно-практической конференции «Инновация-2011». -Ташкент, 2011. - С. 325-326.
7. Эффективное осветление стоков текстильных предприятии с применением коагулянтов-адсорбентов серии АПАК / Л.Г. Аймурзаева, Д.Ж. Жумаева, И.Д. Эшметов, У.Ю. Рахимов // Universum: Химия и биология: электронный научный журнал. - 2022. - № 3 (93).
8. Gil A., Montes M. Effect of thermal treatment on microporous accessibility in aluminium pillared clays // Journal of Materials Chemistry. - 1994. - № 4. - P. 1491-1496.
9. Influence of ultrasonic impact on oil preparation processes / Р.Ж. Эшметов, Д.А. Салиханова, Д.Ж. Жумаева, И.Д. Эшметов [и др.] // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. - 2022. - № 57. - P. 676-685.
10. Sivaram N.M., Gopal P.M., Barik D. Toxic waste from textile industries, Chapter 4 // Energy from Toxic Organic Waste for Heat and Power Generation. - Woodhead Publishing, 2019. - С. 43-54.
