CC BY
42
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _________________________________2008, том 51, №4____________________________
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 521.633
Э.Д.Маматов, Н.А.Ашуров , А.Курбонов , П.Ятимов , академик АН Республики Таджикистан У.Мирсаидов СОЛЯНОКИСЛОТНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ДАНБУРИТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ АК-АРХАР
Данбуритами называют горные породы, в которых одними из основных породообразующих минералов являются соединения бора с различным содержанием SiO2, Fe2O3, CaO и
др.
В работах [1,2] изучено взаимодействие боратных руд с минеральными кислотами, найдены оптимальные условия извлечения полезных компонентов.
В настоящей работе установлены оптимальные условия процесса разложения данбу-рита соляной кислотой.
В таблице приведен химический состав данбурита месторождения Ак-Архар Таджикистане.
Таблица
Химический состав данбурита месторождения Ак-Архар
Компоненты
Содер- жание, масс% B2O3 (N О AhO3 Fe2O3 FeO CaO MgO T1O2 MnO K2O Na2O P2O5 Ппп.
17.41 46.8 2.45 2.67 1.68 23.6 0.75 0.15 0.29 0.1 0.03 0.11 3.56
Как видно из таблицы, данбурит содержит более 45% SiO2, поэтому кислотное разложение позволяет осуществить селективное разделение кремнезема в начале технологического процесса.
При такой обработке происходит химическое обогащение, в результате которого балластная примесь SiO2 выводится из технологического потока, а из раствора извлекают полезные компоненты.
Соляная кислота для разложения дозировалась из расчета образования хлоридов кальция, алюминия, железа и бора. Проба данбурита измельчалась и разложение проводили в термостатированном реакторе с мешалкой. Пульпу фильтровали и промывали водой. В растворе определяли содержание железа, бора и кальция по методике [3].
Результаты исследования солянокислотного разложения данбурита приведены на рис.
Влияние температуры. Реакция данбурита с соляной кислотой является слабо экзотермической. Изучено влияние температуры на ход реакции до 100°С. Установлено, что данбурит начинает вскрываться уже при комнатной температуре (20°С). Руду обрабатывали стехиометрическим количеством 20%-ой соляной кислоты в течение 1 ч. С ростом температуры
степень извлечения компонентов в раствор возрастает и при 80°С составляет (в %): B2O3 - 26.5; Fe2O3 - 59.7 и СаО - 5.33.
Как видно из рис.а, извлечение СаО практически мало зависит от температуры. Степень извлечения Fe2O3 и B2O3 с повышением температуры до 100°С падает.
Рис. Зависимость степени разложения оксидов данбурита от: а) - температуры процесса; б) - концентрации соляной кислоты; в) - продолжительности процесса (размер частиц > 0.1 мм; температура -80°С; концентрация кислоты - 20 масс%; время - 60 мин).
Влияние концентрации соляной кислоты. Результаты исследования влияния концентрации соляной кислоты и ее дозировки показывают, что увеличение концентрации от 5 до 36% существенно изменяют степень вскрытия руды. Выявлено, что оптимальная концентрация кислоты, вводимая в реакционную массу, составляет ~20%. На рис.б показано, что дальнейшее увеличение концентрации соляной кислоты вызывает излом кривых вниз. Уста-
новлено, что наилучшей дозировкой кислоты по отношению к компонентам руды является ее стехиометрическое количество. С ростом концентрации HCl до 20-25% извлечение оксидов в раствор возрастает (рис.б), после чего начинает снижаться вследствие уменьшения отношения Ж:Т и увеличения вязкости пульпы, вызывающих в свою очередь снижение скорости диффузионного переноса ионов водорода к неразложившимся частицам данбурита. Кроме того, использование концентрированных растворов затрудняет проведение последующего технологического процесса - фильтрования пульпы.
Влияние длительности процесса. Изучение зависимости степени извлечения компонентов при вскрытии данбурита от продолжительности процесса при 80°С и стехиометрическим количеством 20%-ой кислоты показало, что уже в течение 30 мин с момента взаимодействия HCl с данбуритом вскрываемость достигает: B2O3 - 26%; Fe2O3 - 60% и СаО - 5%. Отмечено, что при увеличении времени кислотной обработки сырья от 30 до 90 мин степень извлечения всех компонентов увеличивается и достигает максимального значения (в %): B2O3 - 46.8; Fe2O3 - 79.4 и СаО - 13.8. Дальнейшее увеличение длительности процесса до 180 мин не привело к увеличению степени разложения оксидов.
Размер частиц в реакционной смеси не должен превышать 0.1^0.3 мм. Выявлено, что руда, измельченная выше 0.3 мм, плохо вскрывается, особенно ее железосодержащая часть.
На основании выполненных исследований определены следующие оптимальные условия процесса солянокислотной обработки данбурита: температура +80°С; длительность процесса - 90 мин; концентрация кислоты - 18^20%; дозировка кислоты - стехиометрическая; размер частиц исходной руды - 0.1-0.3 мм.
Институт химии им.В.И.Никитина Поступило 17.03.2008 г.
АН Республики Таджикистан,
Н«
Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Берлин Л.Е. Производство борной кислоты, буры и борных удобрений. - М.-Л.: Госхимиздат, 1950, 111 с.
2. О механизме разложения боратов в растворах карбонатов натрия / А.А.Караханов, В.К.Марданенко, В.Г.Калачева, Г.П.Гусева. - Рук.деп. в ВИНИТИ 14 окт.1973, №6110 - 73.
3. Алимарин М.П., Ромм М.И. Методика определения бора в силикатных минералах и борных породах. - М.,-Л.: Гостехиздат, 1932.
Э.Д.Маматов, Н.А.Ашуров, А.^урбонов, П.Ятимов, У.Мирсаидов ТАЦСИМШАВИИ ДАНБУРИ АК-АРХАР БО КИСЛОТАИ ХЛОРИД
Дар мак;ола х,олати так;симшавии данбурит бо кислотаи хлорид омухта шудааст. Нишон дода шудааст, ки дар хдрорати +80°С, дар муддати 90 дак;ик;а ва консентратсияи HCl 20% дарачаи так;симшавии компонентной данбурит хеле муфид мебошад.
E.D.Mamatov, N.A.Ashurov, A.Kurbonov, P.Yatimov, U.Mirsaidov DECOMPOSITION DANBURITE FIELD WITH CHLORAL ACIDS
In the given work present the decomposition of processing bore silicate ore danburite field of Ak-Arkhar in considered chloral acid. The influence of temperature +80°C and duration of process - 90 min, size of particles and concentration of chloral acid 20% on extraction of the received components from structure of danburite is investigated.
