CC BY
5International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences ISSN: 2181-144X DOI: 10.24412/2181 -144X-2023-3-49-55 Umirov F.E., Pirnazarov F.G.
SAPONIT MINERALI KOMPLEKS QAYTA ISHLAB MAGNIY ТУЗЛАРИНИ OLISH
Umirov Farxod Ergashovich - texnika fanlar doktori, professor, Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti, Navoiy viloyati Navoish shahri O'zbekiston Respublikasi
Pirnazarov Feruz Gulomovich -, Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar universiteti tayanch doktaranti, Navoiy viloyati Navoish shahri O'zbekiston Respublikasi
Annotatsiya. Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar unversiteti olimlari tomonidan Navoiy viloyatining Navbahor tumanida joylashgan Vaush konida dolomit minerali tarkibida saponit minerali mavjudligini kimyoviy va zamonaviy fizik-kimyoviy taxlil usullari bilan aniqlangan bo'lib, ushbu mineralning kimyoviy va mineralogik tarkibi tahlil qilingan. Natijalar shuni ko'rsatdiki saponit minerali tarkibida kalsiy va magniy oksidi 20-23% ni tashkil etadi va ushbu saponit mineralini xlorid kislota bilan qayta ishlash jarayoni orkali magniy xlorid eritmasini ajratib olish va uni magniy xloratigacha o'tkazish bo'yicha olib borilgan tadq'iqotlar keltirilgan.
Kalit so'zlar. natriy gipoxlorit, saponit, mineral, magniy xlorid, magniy xlorat, defoliant,kaustik soda.
ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЕЙ МАГНИЯ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО ПЕРЕРАБОТКОЙ МИНЕРАЛА
САПОНИТА
Умиров Фарход Эргашович - Доктор технических наук, профессор, Навоийский государственный горно-технологический университет, Навоийская область, город Навои, Республика Узбекистан Пирназаров Феруз Гуломович - Базовый докторант, Навоийский государственный горно-технологический университет, Навоийская область, город Навои, Республика Узбекистан
Дннотация. Определили наличие минерала сапонита в составе минерала доломита на руднике Вауш, расположенного в Навбахорском районе Навоийской области, с помощью химических и современных физико-химических методов анализа, а также проанализировали химический и минералогический состав этого минерала. Результаты показали, что оксиды кальция и магния в минерале сапонита составляют 20-23%, и были проведены исследования по извлечению раствора хлорида магния и превращению его в хлорат магния в процессе обработки этого минерала сапонита соляной кислотой.
Ключевые слова. гипохлорит натрия, сапонит, минерал, хлорид магния, хлорат магния, дефолиант, едкий натр.
OBTAINING MAGNESIUM SALTS BASED ON COMPREHENSIVE PROCESSING OF MINERAL
SAPONITE
Umirov Farkhod Ergashovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Navoi State Mining and Technology University, Navoi region, Navoi city, Republic of Uzbekistan
Pirnazarov Feruz Gulomovich - Basic doctoral student, Navoi State Mining and Technology University, Navoi region, Navoi city, Republic of Uzbekistan
Annotation. The presence of the saponite mineral in the composition of the dolomite mineral at the Vaush mine, located in the Navbakhor district of the Navoi region, was determined using modern and modern physical and chemical methods of analysis, and the chemical and mineralogical composition of this mineral was also analyzed. Studies have been carried out to extract the magnesium chloride solution and convert it to magnesium chlorate during the processing of this hydrochloric acid saponite mineral.
Key words. sodium hypochlorite, saponite, mineral, magnesium chloride, magnesium chlorate, defoliant, caustic soda.
Kirish - Saponit minerali birinchi bo'lib Ukraina davlatining Xmelbnitski viloyatida topilgan bo'lib, u dunyodagi eng boy saponit kon hisoblanadi. Adabiyotlardan mablumki, Saponit minerali "yuvuvchi tosh" nomi bilan yutirilib, monotmorillonit guruxiga kiruvchi kremneyli jinslar hisoblanib, och kizg'ish - koramitir rangli, hidsiz va tabmsiz modda. Kimyoviy formulasi (Ca,Na)o.3(Mg,Fe2+)3(Si,Al)4Oio(OH)2*4H2O.. tarkib bo'lib, ko'p xollarda Fe, Cr ga almashgan bo'ladi, bundan tashqari tarkibida Ni, Zn, Cu, Li va b. uchraydi [1 -3]. Hozirgi kunda saponit minerali quyidagi soxalarda: oqava va texnologik suvlarni tozalashda, radiaktiv moddalarni yutuvchi tabiiy sorbentlar, yuqori adsorbsiyalanish, ionalmashinish, katalitik va filtrlovchi xossasiga ega bo'lgan modda, chorva mollari uchun ozuqa komponetlarini, qishloq xo'jaligi uchun mikroelementli o'g'itlar, metallurgiya sanoatida metalllarni quyish, temir rudali konsentratlar, keramika, keramzit, burg'alovchi moddalar, tibbiyot va farmatsevtikada davolovchi preparatlar sifatida ishlatilib kelinmoqda [7,8]. O'zbekistonda saponit mineralini o'rganish bo'yicha ilmiy tadqiqotlar hozirgacha olib borilmagan[4-7].
O'zbekiston Respublikasining Qizilkum voxasi maxalliy xomashyolarga boy va eng ko'p kimyoviy elementlar tarqalgan maskan hisoblanib, bu yerda Qizilkum fosforiti, Navbaxor dolomiti, Uchtut bentoniti, Karmana oxaktoshi, serpetiniti, Gazg'on marmari, Nuroto bazalti v.b. uchraydi. Ushbu konlar Respublikamizning xalq xo'jaligining va kimyo sanoatining rivojlanishiga katta hissa ko'shib kelmoqda. Navoiy davlat konchilik va texnologiyalar unversiteti olimlari tomonidan Navoiy viloyatining Navbahor tumanida joylashgan Vaush konida dolomit minerali tarkibida saponit minerali mavjudligini aniqlashgan. Shu sababli ushbu maqola saponit minerali bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar bayon etilgan [8-10].
Maqolada tarkibida magniy oksidi saqlagan mineral saponitni xlorid kislota bilan qayta ishlash jarayoni orkali magniy xlorid eritmasini ajratib olishdagi olingan natijalar keltirilgan. Bizga ma'lumki respublikamizda magniy xlorid asosan Turkmaniston va Xitoydan valyuta hisobiga olib kelinadi. Ushbu magniy xlorid magniy xloratini sintez qilish uchun ishlatiladi. Magniy xlorati yetishtiriladigan paxtaning bargini to'kivchi
defoliant sifatida islatiladi. Bu esa defoliant tannarxining yuqori bo'lishiga sabab bo'lmoqda [11-13].
Metodologiya. Saponite mineralida bir kancha namunalar olindi va tajribalar o'tkazish uchun Retsch RM-2oo rusumli harakatlanuvchi analitik maydalagich qurilmada maydalandi. Maydalangan saponite minerali 0,01-4,0 mm li AS-200 BASIC rusumli mehanic laboratory qurilmasi elaklaridan o'tkazilib, namunalarga azratildi. Olingan saponit minerallar namunalari kimyovy analizi, alanga-fotometriyasi - Model-410 rusumli qurilmada, X-ray phases, IK-spectri IRTRACER-100 SHIMADZU IK-Fur'e spektrometerida, derivatograpmasi
LABSYSEVO - rusumli zamonaviy qurilmada, rentgenoflyoresent va mikroskopik tahlil qilish usullari o'rganilgan.
Olingan natijalar Navbahor tumanida joylashgan Vaush konida dolomit minerali tarkibida saponit minerali mavjudligi aniqlangan bo'lib, ushbu mineralning kimyoviy va mineralogik tarkibi tahlil qilindi. Natijalar shuni ko'rsatdiki saponit minerali tarkibida kalsiy va magniy oksidi 20-23% ni tashkil etadi va ushbu mineral asosida magniy birikmasini ajratish bo'yicha olib borilgan ilmiy tadqiqotlar keltirilgan.
Ushbu tadqiqotlar ilk marta olib borilganligi sababli, dastlab saponit mineralining kimyoviy tarkibi o'rganildi. Olingan natijalar 1-jadvalda keltirilgan.
1 -jadval
Vaush konidagi saponit mineralining kimyoviy tarkibi
Modda miqdori, mass. %
SiO2 TiO2 Al2Os Fe2O3 FeO MnO MgO CaO
29,1 0,7 2,8 6,8 2,1 0,14 21,74 23,71
K2O Na2O CuO ZnO NiO Sr qo'shimchalar H2O
2,4 1,54 0,5 0,9 0,8 0,11 2,8 2,44
Ushbu natijalar saponit mineraliga mos kelishini va yanada aniqligini ko'rish uchun IK-spektri, derivatogrammasi va rentgenofazali taxlillar o'tkazildi.
IQ-spektroskopik tahlili IRTRACER -100 (Shimadzu, Yaponiya) spektrometrida 4004000 sm-1 chastota sohasida o'tkazildi. Namunalar KBr asosida tabletka qilish orqali tayyorlanadi. IQ spektrlarida Saponit Si-O 798,53; 930,54; 1000,85 sm-1 valentlik tebranish mintaqasida aniq yutilish chiziqlarini hosil qiladi. Kremniy-kislorodli tetraedrlarning simmetriyasi saponitning kristall panjarasini tashkil etuvchi kationlarning kattaligiga bog'liq, chunki magneziyaning oshishi bilan Si-O tebranishlarining chastotasi oshadi. Saponitdagi temir-magniy almashinuviga eng sezgir 930-1000 sm-1 mintaqadagi chiziqli chastota reaksiyasi. Shuningdek, saponitning IQ spektrlarida OH guruhlarining tebranishlari tufayli 3630-3903 sm-1 mintaqada ko'plab yutilish guruhlari kuzatiladi[9,10].
Differensial termik tahlil Setaram LabSys Evo derivatografida 20-800oC harorat oralig'ida o'tkazildi. Pechni isitish tezligi 10oC/min. Standart sifatida sintetik samfir ishlatiladi. Saponitning sinov namunasini 800oC ga qizdirganda massa yo'qotilishi 10,22% ni tashkil qiladi. 90-160oC sohasidagi endoeffektlar saponitni tashkil etuvchi kristallararo minerallarning ichki yuzasida adsorbsiyalangan suvni olib tashlashga to'g'ri keladi. 675-800oC da karbonat minerallarining parchalanish sohasida massa yo'qotish tezligi sezilarli darajada oshadi, 9,11% namunalarning massa yo'qotilishi asosan kalsitning intensiv parchalanishiga javob beradi.
Olib borilgan kimyoviy va fizik-kimyoviy tahlil natijalari saponit mineralining tarkibi, xossalari uni kimyo sanoati, qishloq xo'jaligi va xalq xo'jaligining boshqa sohalariga ishlatish mumkinligini tasdiqlaydi. Shuning uchun saponit mineralini konsentrlangan va suyultirilgan xlorid kislotada eritilib xlorid tuzlarini hosil qilishni o'rganildi. Unda xlorid kislota bilan saponitni eritganimizda quyidagi reaksiyalar sodir bo'ladi.
MgO+ 2HCl= MgCl2 + H2O Al2Os + 6HCl = 2AlCls +3H2O Na2SiOs + 2HCl = 2NaCl + H2SO Tajribada magniy xlorid hosil qilish uchun eritmani ishqoriy muhitga o'tkazildi.
Saponit minerali asosida olingan magniy xloridi [10] eritmasi bilan natriy gipoxloritini
konversiya jarayoni quyidagicha amalga oshirildi. Dastlab uch og'izli sig'imi 500 sm3 bo'lgan kolba ichiga sensorli termoboshqaruv bilan ta'minlangan aralashtirgich birlashtirilgan. Kolbaga 20g magniy xlorid tuzi va ekvivalent miqdordagi natriy gipoxlorit solindi. Ma'lum haroratni ushlovchi termostatli kolba solindi va intensiv aralashtirilib jarayon 60, 75 va 90oC harorat va 30 dan 90 daqiqa oralig'ida amalga oshirildi va quyidagi kimyoviy reaksiyalar borishini ko'rsatdi:
MgCl2+2NaClO=Mg(ClO)2+2NaCl (1)
3Mg(ClO)2^ Mg(Cl03)2+2MgCl2 (2)
Bu jarayonni umumiy quyidagi kimyoviy reaksiya bilan ko'rsatish mumkin.
MgCl2+6NaClO=Mg(ClO3)2+6NaCl (3)
Unda oraliq mahsulot magniy gipoxloriti hosil bo'lishi va qo'shimcha natriy gipoxloriti qo'shish orqali magniy xlorati hosil bo'lishi aniqlandi.
Bundan tashqari hosil bo'lgan magniy gipoxlorit aralashmasini natriy gipoxlorit bilan konversiya jarayoni 6o, 75, 90 oC haroratda 30, 45, 60, 90 daqiqa vaqt mobaynida bug'latish orqali magniy xlorat hosil qilindi.
Konversiya jarayoni bug'latmasdan olib borilganda (2-jadval), konversiya darajasining haroratga bog'liq ravishda ortib borishi aniqlandi. 60, 75 va 90oC haroratlarda dastlabki 60 minut vaqt mobaynida konversiya darajasi mos ravishda 15,06%, 15,83% va 25,90% ni tashkil qildi. 90 minutdan keyin konversiya darajasi yuqoridagi haroratlarga mos ravishda 17,30%, 18,65% va 32,85% gacha ko'tarildi. Suyuq fazadagi magniy xloratining miqdori yuqoridagi haroratlarda 90 minutdan keyin mos ravishda 12,52%, 13,50% va 23,77% ni tashkil qildi. Konversiya davomiyligining keyingi uzaytirilishi amalda konversiya darajasining ortmasligini ko'rsatdi.
2-jadval
Bug'latmasdan olib borilgan konversiyaning tezlik konstantasi va konversiya
darajasining haroratga va jarayon davomiyligiga bog'liqligi
Harorat oC Vaqt (t), min. Suyuq fazadagi Mg(ClO3)2 miqdori, % Konversiya darajasi (Ck), % Tezlik konstantasi, K10-2 T-1
60 30 5,86 8,1 0,254
45 9,55 13,2 0,261
60 10,90 15,06 0,258
90 12,52 17,3 0,261
o'rtacha 0,257
75 30 7,62 10,53 0,457
45 9,80 13,54 0,462
60 11,46 15,83 0,463
90 13,50 18,65 0,463
o'rtacha 0,462
90 30 6,91 9,55 0,664
45 12,77 17,65 0,670
60 18,74 25,90 0,668
90 23,77 32,85 0,671
o'rtacha 0,668
Bu holat shu bilan tushuntiriladiki, konversiya davomiyligi 80 minutdan o'tganidan keyin (1) reaksiya bo'yicha yetarli darajada natriy xloridi hosil bo'ladi, hosil bo'lgan natriy xlo rid
keyinchalik ushbu reaksiyaning borishiga salbiy ta'sir ko'rsatadi, olingan natijalar 2-3 jadvallarda keltirilgan.
Konversiya jarayonini bug'latish orqali olib borilganda, jarayon intensivligi sezilarli darajada ortadi, buni 3-jadvalda keltirilgan ma'lumotlardan ham ko'rish mumkin. 60oC haroratda 90 minutdan keyin reaksion aralashmadan 19,65% suvning bug'latilishi konversiya darajasini 30,85% gacha, 75 oC haroratda 90 minutdan keyin reaksion aralashmadan 47,33% suvning bug'latilishi konversiya darajasini 61,81% gacha ko'tarilishiga olib keladi. Harorat ortishi bilan konversiya jarayoni tezlashadi va suv bug'latish darajasi ortadi. Harorat 90oC da va davomiylik 90 minut bo'lganda suv bug'latish darajasi va konversiya darajasi mos ravishda 79,15% va 75,21% ni tashkil qildi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, konversiyada hosil bo'lgan eritma (Mg(Cl03)2) ning tarkibi kimyoviy, fizik-kimyoviy usullarda yordami analiz qilindi. Tarkibidagi ClO3- ioni mavjudligi permanganometrik usul yordamida, Mg2+ atom absorbsion fotometriyasi va kopleksometrik usullar yordamida tahlil qilindi va quyidagi natijalar olindi.
3-jadval
Suyuq faza tarkibi va konversiya darajasining haroratga va suvning bug'latish
darajasiga bog'liqligi
Haro- Vaqt (t), Suyuq Konversiya Suvni Tezlik
rat oC min. fazadagi darajasi (Ck), Bug'latish Konstantasi,
Mg(ClO3)2 % darajasi, K10-2t-1
miqdori, % %
60 30 8,30 7,76 7,35 0,542
45 16,70 15,61 11,85 0,558
60 23,79 22,24 15,85 0,554
90 30,85 28,84 19,65 0,553
o'rtac ha 0,552
75 30 23,99 22,43 17,25 2,635
45 33,28 31,11 30,20 2,671
60 51,68 48,31 40,60 2,686
90 61,81 57,78 47,33 2,694
o'rtac ha 2,666
90 30 27,43 25,64 36,50 9,149
45 39,24 36,68 55,87 9,163
60 69,76 65,21 69,55 9,323
90 75,21 70,31 79,15 9,317
o'rtac ha 9,271
Olingan nazariy magniy xloratning tarkibi mass.%: Mg2+-14,95; ClO3- - 43,77; Na+ -15,34; Cl- -34,06; OH- -1,74; H2O -3,5
Amaliy olingan magniy xlorat tarkibi mass.%: Mg2+-13,75; ClO3- -39,13; Na+ -17,13; Cl--38,07; OH- -1,74; H2O -3,3 mavjudligi aniqlandi.
IQ spektroskopik tahlil strukturani sifat jihatidan aniqlash va yangi birikmalarni aniqlash uchun qo'llaniladigan usullardan biridir. Strukturani aniqlash va kimyoviy bog'lanish turlarini aniqlash maqsadida, NaClO va MgCl2 ning boshlang'ich moddalari hamda ajratib olingan birikmaning tarkibini o'rganish uchun Mg(ClO3)2 va NaCl ning IQ spektrlari va uning tarkibiy qismlari o'rganildi (1-rasm).
Rasm 1. Konversiya uchun xomashyo (MgCl2) va (NaCl), konversiyada hosil bo'lgan mahsulotlar Mg(ClO3)2 va NaClning IQ spetroskopiyasi
IQ spekiyasining 3600-3000 sm-1 mintaqadagi natriy gipoxlorit spektrlarida kristallanish suviga tegishli tebranishlar kuzatiladi. Xuddi shu guruhning deformatsiya tebranishlari 1633 sm-1 mintaqada paydo bo'ladi. 1400 sm-1 da natriy xloridning antisimmetrik cho'zish tebranishlari bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Spektrda hali ham 935-950 sm-1 da qizg'in chiziqlar mavjud va bu [ClO3]- ionlarining simmetrik cho'zilish tebranishlarini bildiradi. NaClO uchun xarakterli chiziqlar 3630 sm-1 mintaqada, [ClO]-ionlarining simmetrik cho'zilish tebranishlari va uning antisimmetrik cho'zish tebranishlari 671-700 sm-1 da kuzatiladi.
Shunday qilib, IQ spektroskopiyasi ma'lumotlariga asoslanib, konversiya jarayoni natijasida [ClO]-ioni [СЮэ]- va Cl- (NaCl) ionlariga aylanadi, degan xulosaga kelish mumkin. Olingan iQ-spektroskopik natijalar konversiya jarayonida Mg(ClO3)2 va NaCl ning hosil bo'lishini tasdiqladi.
Xulosa: O'zbekistonda saponit mineralini mavjudligi aniqlanib, uni kimyoviy va mineralogik tarkibi, IK-spektri, derivatogrammasi va rentgenofazali taxlillar aniqlangan bo'lib, natijalar saponit mineraliga mos kelishini ko'rsatdi. Ushbu saponit mineralini xlorid kislota bilan qayta ishlash jarayoni orkali magniy xlorid eritmasini ajratib olish natijalari o'rganildi: harorat - 40-95 oC, HCl konsentratsiyasi - 20%, magniy oksidi miqdoridan kelib chiqib xlorid kislota normasi 100%, t = 2 soat magniy oksidi eritmaga o'tish darajasi (90,36%) bo'lishi aniqlandi.
Foydalanilgan adabiyotlar ro'yhati:
1. Умиров Ф.Э., Номозова Г.Р., Шодикулов Ж.М. Физико-химические свойства и агрохимическая эффективность новых дефолиантов на основе хлоратов натрия, магния и кальция, содержащих ПАВ // Universum: Химия и Биология. Москва -2021. №1 1(79). С. 33-35.
2. Умиров Ф.Э., Номозова Г.Р., Вахобов Ж.В. Исследование получения хлоратов натрия, магния и кальция на основе гипохлорита натрия. International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol.1(1), 2020 Р.12-17
3. Умиров Ф.Э., Музафарров А.М., Пирназаров Ф.Г. Investigation of the production of surfactants containing sodium chlorate based on sodium hypochlorite. Research, Journal of Critical Reviews http://www.jcreview.com/index.php JCR. 2020; 7(10): 2577-2581.
4. Умиров Ф.Э., Номозова Г.Р., Шодикулов Ж.М. Solubility Diagram of the Sodium Hypochlorite-Sodium Chloride-Water System. Russian Journal of Inorganic
© International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences Vol.3(4), 2023 SJIF IF=4.023
f^rtni-llo k ___^^ index^oopeiinicus (йй^—54
Chemistry, 2022, Vol. 67, No. 4, pp. 514-518. © Pleiades Publishing, Ltd., 2022. ISSN 00360236.
5. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М. Научно-технологические принципы комплексного использования серпентинита Карманинского месторождения. Обогащение руд №1(397), 2022 С. -41-45.
6. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М., Умиров У.Ф. Исследование процессов получения хлорат-магниевего дефолианта на основе серпентенита Арветенского месторождения. «Путь науки» (№ 10 (80), 2020 С.-19-22
7. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М. Научно-технологические принципы комплексного использования серпентинита Карманинского месторождения. Обогащение руд №1(397), 2022 С. -41-45.
8. Umirov F. E., Nomozova G. R., Shodikulov Zh. M. Solubility Diagram of the Sodium Hypochlorite-Sodium Chloride-Water System. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2022, Vol. 67, No. 4, pp. 502-507.
9. Umirov F. E., Пирназаров Ф.Г. Studying the composition of local raw material saponite mineral rich in magnesium oxide and recovering chloride-chlorate from it // The American Journal of Engineering and Technology (ISSN - 2689-0984) September 15, 2023. 13-20с.
10. Umirov F. E., Музафарров А.М., Пирназаров Ф.Г., Умиров У.Ф. Изучение химического состава и свойств минерала сопонита // Горный вестник Узбекистана № 3 (82) 2020 С.75-78
11. Умиров Ф.Э., Аслонов А.Б., Шодикулов Ж.М., Шарипов С.Ш. Вещественный состав талькомагнезитовых пород Зинельбулакского месторождения Узбекистана. // Научно-технический журнал Обогащение руд №4(406). 2023у.-С. 25-31. DOI: 10.17580/or.2023.04.05
12. Умиров Ф.Э., Худойбердиев Ф.И., и др. Получение дефолиантов на основе 4- амино -1,2,4- триазола с хлоратами натрия и магния // Вестник науки и образования (Россия). 2018. №3. С.34-37.
13. Умиров Ф.Э., Номозова Г.Р., Кодиров С.М. Диаграммы растворимости системы хлората кальция-4-амино-1,2,4-триазола- вода // Диаграммы растворимости системы хлората кальция-4-амино-1,2,4-триазола- вода. Universum: Технические наук. Москва -2021.март. №3 (83), С.74-78
