CC BY
192
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _____________________________________2012, том 55, №1__________________________________
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 546.623-591.272
Д.Х.Мирзоев, М.С.Пулатов, А.М.Каюмов, М.М.Худойкулов
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ КАОЛИНОВЫХ ГЛИН МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЧАШМА-САНГ ТАДЖИКИСТАНА АЗОТНОЙ КИСЛОТОЙ
Институт химии им.ВИ.Никитина АН Республики Таджикистан
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 20.04.2011 г.)
В статье приведены результаты изучения разложения каолиновой глины азотной кислотой. В результате переработки каолиновой глины получают нитраты алюминия и железа, из которых после обработки аммиаком образуются минеральные нитраты и глинозём.
Ключевые слова: каолиновая глина - азотная кислота - минеральные нитраты - глинозём.
Каолиновую глину можно использовать в качестве сорбента, огнеупорной глины, сырья для получения солей алюминия, железа и других материалов.
В нашей республике имеются месторождения высококремнистых алюмосодержащих руд (каолинов, аргиллитов, цеолитов и др.), отличающихся друг от друга химическим и минералогическим составами [1]. Именно это определяет выбор методов и способов их переработки с целью получения полезных компонентов. К настоящему времени известны различные методы разложения высококремнистого алюмосодержащего сырья, которые эффективно используются в условиях нашей республики.
Целью настоящей работы явилось изучение условий разложения каолиновых глин азотной кислотой с получением нитратов алюминия и железа, которые могут быть использованы как сырье для получения химических удобрений при обработке аммиаком.
Объёмный и пламенно-фотометрический анализы каолиновой глины [2] показали следующий состав (мас%): А^Оз - 24.8; Бе20з - 10.98; ^О - 0.3; К2О - 2.65; СаО - 1.0; МеО - 1.1; 8102 - 50; п.п.п. - 6.3.
В таблице приведены результаты спектрального анализа исходной каолиновой глины, полученные методом атомно-эмиссионного спектрального анализа на приборе ДФС-8.
Таблица
Результаты спектрального анализа исходной каолиновой глины
Компоненты
Ti Pb Ba Cu Cr Ni V Zn
Содержание, мас% 1.8 - - 0.01 - - 0.01 0.01
Адрес для корреспонденции: Мирзоев Давлатмурод Хайруллоевич. 734063, Республика Таджикистан, г.Душанбе, ул.Айни, 299/2, Институт химии АНРТ. E-mail: [email protected]
Из таблицы видно, что в составе каолиновой глины, кроме А1, Fe и Si, имеются также и другие элементы в очень незначительных количествах, которые трудно определить химическими методами.
Азотная кислота дозировалась из расчёта образования нитратов алюминия и железа. Полученную пульпу фильтровали и промывали дистиллированной водой, в растворе определяли содержание оксидов алюминия и железа по общепринятым методикам.
В данной работе исследовано влияние температуры, продолжительности процесса и концентрации кислоты на степень извлечения полезных компонентов.
На рис. приведена зависимость степени извлечения оксидов А1203 и Бе203 из состава обожжённой породы от температуры, продолжительности процесса и концентрации азотной кислоты.
Влияние температуры (рис.а) на вскрываемость компонентов изучено в интервале температур от 20 до 98°С, где неизменными факторами являлись: длительность обработки - 60 мин; концентрация кислоты - 40-45%, дозировка НК03 - 100% от стехиометрического количества.
Рис. Зависимость степени извлечения А1203 (1) и Бе203 (2) в раствор от: температуры (а), продолжительности процесса (б) и концентрации ИМ03 (в) при азотнокислотном разложении каолиновых глин месторождения
Чашма-Санг.
Из рис.а видно, что с ростом температуры степень извлечения компонентов существенно увеличивалась.
Зависимость степени извлечения оксидов А1203 и Бе203 от продолжительности процесса азотнокислотной обработки каолиновой глины изучали в интервале времени от 10 до 60 мин. С увеличе-
нием длительности процесса обработки до 60 мин при температуре 98°С извлечение А1203 возрастало от 10 до 17%, а Бе203 - от 26 до 45% (рис.б). Дальнейшее увеличение продолжительности процесса не дало заметного увеличения степени извлечения компонентов. Для максимального извлечения компонентов достаточна часовая обработка исходного сырья.
Влияние концентрации азотной кислоты на разложение руды изучалось в интервале концентраций от 10 до 60% (рис.в). Неизменными факторами в данном процессе являлись: температура 98°С и продолжительность 60 мин. С ростом концентрации кислоты от 30 до 45% степень извлечения компонентов возрастала, достигнув максимального значения 12-16% А1203 и 40-45% Бе203. При дальнейшем увеличении концентрации кислоты степень извлечения компонентов из руды не изменялась, а затем снижалась.
Также были изучены двухстадийный обжиг при 500... 600°С в течение 60 мин и кислотная обработка при температуре 95. 98°С, концентрация азотной кислоты составляла 40% и продолжительность процесса - 60 мин. При этом степень извлечения А1203 составляла 8.17 и Бе203 - 15.56%.
Влияние крупности частиц на извлечение полезных компонентов, входящих в состав каолиновой глины, изучалось после фракционного разделения каолиновой глины. Показано, что максимальное извлечение достигалось при крупности обрабатываемого сырья «-0.1 мм».
Таким образом, в результате выполненных исследований можно рекомендовать следующие условия процесса разложения каолиновой глины: температура кислотного разложения 98°С; продолжительность - 60 мин; концентрация азотной кислоты 40-45% и размер частиц «-0.1 мм».
Поступило 20.04.2011 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мирсаидов У.М., Сафиев Х.С. - Комплексная переработка низкокачественного алюмосодержащего сырья.- Душанбе: Дониш, 1998, с.42-43.
2. Крешков З.А. Основы аналитической химии. - М.: Химия, 1970, 471 с.
Д.Х.Мирзоев, М.С.Пулотов, А.М.Каюмов, М.М.Худойкулов
ТАЧ,ЗИЯИ ЛОИ КАОЛИНЙ АЗ ТАЪСИРИ КИСЛОТАИ НИТРАТ
Институти химияи ба номи В.И.Никитини Академияи илм^ои Цум^урии Точикистон
Дар маколаи мазкур тачзияи хокаи каолини аз таъсири кислотаи нитрат омухта шуда-аст. Дар натичаи коркарди хокаи каолинй омехтаи нитратх,ои алюминий ва охдн х,осил меша-вад, ки баъди бо аммиак коркард намудан, нурии нитратй ва хокаи алюминий ба даст овардан мумкин аст.
Калима^ои калиди: лои каолини - кислотаи нитрат - нуриуои нитратй - хокаи алюминий.
D.Kh.Mirzoev, M.S.Pulatov, A.M.Kayumov, M.M.Khudoykulov
DECOMPOSITION OF THE KAOLINS WITH NITRIC ACID
V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tadjikistan
This article studied the decomposition of kaolin clay with nitric acid. As a result of processing kaolin clay appears mixture of nitrates of aluminum and iron, which after treatment with ammonia can be obtained nitrate fertilizer and aluminum powder.
Key words: kaolins - nitric acid - nitrate minerals - aluminum powder.
