Научная статья на тему 'Выщелачивание отвального сурьмяного кека в окислительной среде с целью получения оксида сурьмы'

Выщелачивание отвального сурьмяного кека в окислительной среде с целью получения оксида сурьмы Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
246
55
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сурьма / отход / кек / хлорид натрий / оксид / марганец / серная кислота / распределение. / antimony / waste / slag / sodium chloride / oxide / manganese / sulfuric acid / distribution.

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Ж. Т. Тунгучбекова, З. К. Маймеков, Д. А. Самбаева, У. З. Маймеков

В статье рассмотрены отвальные сурьмяные кековые отходы. На основании результатов атомно-абсорбционого и полуколичественного рентгенофазового спектральных анализов выявлен сложный фазовый состав сурьмяного кека, где в отходах сурьма встречается в виде антимоната кальция CaNaSb2O6(OH) и гидроксооксида сурьмы SbSb2O6(OH). С учетом элементного состава кека осуществлено физико-химическое моделирование процесса деструкции твердой фазы при минимуме энергии Гиббса. Определены равновесные составы и найдено концентрационное распределение компонентов и частиц кека в растворе. Протекание и направление процесса деструкции сурьмяного кека подтверждены значениями энтальпии (ΔH < 0) и внутренней энергии (ΔU < 0) системы. Отмечено, что при разложении сурьмяного кека образуются низкомолекулярные компоненты. Установлено, что водородный показатель раствора в изученной системе изменился от 1,96 до 2,3, т. е. среда реакции кислая, соответственно в растворе в виде осадка обнаружен хлороксид сурьмы. Показано, что в процессе выщелачивания сурьмяного кека с хлоридом натрия (NaCl) в среде оксида марганца (IV) и серной кислоты сульфиды сурьмы в кековых отходах переходят в хлороксид сурьмы, и далее в процессе его взаимодействия с гидрооксидом аммония (или карбонатом натрия) образуются оксид сурьмы (III), а при окислении последнего кислородом получается пентаоксид сурьмы.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Ж. Т. Тунгучбекова, З. К. Маймеков, Д. А. Самбаева, У. З. Маймеков

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANTIMONY SLAG LEACHING IN THE OXIDIZING MEDIUM TO OBTAIN ANTIMONY OXIDE

The article considers the dump antimony slag. Given the results of the atomic absorption and the semi-quantitative X-ray phase analyses, a complex phase composition of antimony slag has been identified, where antimony is found in the form of calcium antimonate CaNaSb2O6 (OH) and antimony hydroxide SbSb2O6 (OH) in antimony slag. Taking into account the elemental composition of slag, physical and chemical modeling of the destruction of the solid phase was carried out at a minimum of the Gibbs free energy. The equilibrium compositions were determined, and the concentration distribution of slag components and particles in the solution was found. The flow and direction of the process of destruction of antimony slag is confirmed by the enthalpy (ΔH < 0) and internal energy (ΔU < 0) of the system. It is noted that low-molecular components are formed during the decomposition of the antimony slag. It is established that the hydrogen index of the solution in the studied system has changed from 1.96 to 2.3, the reaction medium is acidic, antimony chloride is detected in the solution as a sludge. It is shown that in the process of leaching of antimony slag with sodium chloride (NaCl) in the medium of manganese (IV) oxide and sulfuric acid, the antimony sulfide in slag passes into antimony chloride, and further during its interaction with ammonium hydroxide (or sodium carbonate), oxide antimony (III), and oxidation of the latter with oxygen antimony pentoxide is produced.

Текст научной работы на тему «Выщелачивание отвального сурьмяного кека в окислительной среде с целью получения оксида сурьмы»

УДК 546.863-31(575.2)(04)

DOI: 10.24411/1728-323X-2018-14134

ВЫЩЕЛАЧИВАНИЕ ОТВАЛЬНОГО СУРЬМЯНОГО КЕКА В ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСИДА СУРЬМЫ

Ж. Т. Тунгучбекова, младший научный сотрудник, Институт химии и фитотехнологий НАН КР, г. Бишкек, Кыргызстан, З. К. Маймеков, доктор технических наук, профессор, Кыргызско-Турецкий Университет «Манас», г. Бишкек, Кыргызстан, Z.maymekov@mail.ru,

Д. А. Самбаева, ведущий научный сотрудник, доктор технических наук, профессор, Институт химии и фитотехнологий НАН КР, damira_sam@mail.ru, г. Бишкек, Кыргызстан, У. З. Маймеков, студент, Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный, Россия

В статье рассмотрены отвальные сурьмяные кековые отходы. На основании результатов атомно-абсорбционого и полуколичественного рентгенофа-зового спектральных анализов выявлен сложный фазовый состав сурьмяного кека, где в отходах сурьма встречается в виде антимоната кальция CaNaSb2Og(OH) и гидроксооксида сурьмы SbSb2Og(OH). С учетом элементного состава кека осуществлено физико-химическое моделирование процесса деструкции твердой фазы при минимуме энергии Гиббса. Определены равновесные составы и найдено концентрационное распределение компонентов и частиц кека в растворе. Протекание и направление процесса деструкции сурьмяного кека подтверждены значениями энтальпии (AH < 0) и внутренней энергии (AU < 0) системы. Отмечено, что при разложении сурьмяного кека образуются низкомолекулярные компоненты. Установлено, что водородный показатель раствора в изученной системе изменился от 1,96 до 2,3, т. е. среда реакции кислая, соответственно в растворе в виде осадка обнаружен хлороксид сурьмы. Показано, что в процессе выщелачивания сурьмяного кека с хлоридом натрия (NaCl) в среде оксида марганца (IV) и серной кислоты сульфиды сурьмы в кековых отходах переходят в хлороксид сурьмы, и далее в процессе его взаимодействия с гидрооксидом аммония (или карбонатом натрия) образуются оксид сурьмы (III), а при окислении последнего кислородом получается пентаоксид сурьмы.

The article considers the dump antimony slag. Given the results of the atomic absorption and the semi-quantitative X-ray phase analyses, a complex phase composition of antimony slag has been identified, where antimony is found in the form of calcium antimonate CaNaSb2O6 (OH) and antimony hydroxide SbSb2O6 (OH) in antimony slag. Taking into account the elemental composition of slag, physical and chemical modeling of the destruction of the solid phase was carried out at a minimum of the Gibbs free energy. The equilibrium compositions were determined, and the concentration distribution of slag components and particles in the solution was found. The flow and direction of the process of destruction of antimony slag is confirmed by the enthalpy (AH < 0) and internal energy (AU < 0) of the system. It is noted that low-molecular components are formed during the decomposition of the antimony slag. It is established that the hydrogen index of the solution in the studied system has changed from 1.96 to 2.3, the reaction medium is acidic, antimony chloride is detected in the solution as a sludge. It is shown that in the process of leaching of antimony slag with sodium chloride (NaCl) in the medium of manganese (IV) oxide and sulfuric acid, the antimony sulfide in slag passes into antimony chloride, and further during its interaction with ammonium hydroxide (or sodium carbonate), oxide antimony (III), and oxidation of the latter with oxygen antimony pentoxide is produced.

Ключевые слова: сурьма, отход, кек, хлорид натрий, оксид, марганец, серная кислота, распределение.

Keywords: antimony, waste, slag, sodium chloride, oxide, manganese, sulfuric acid, distribution.

Введение. В Кыргызской Республике Кадамжайский сурьмяной комбинат (КСК) был введен в эксплуатацию в 1936 году. На начальном этапе производство основывалось на эксплуатации местных рудников, а с их истощением комбинат перешел на использование сырья из ближнего и дальнего зарубежья. В процессе гидро- и пирометал-лургического производства сурьмы на комбинате образовались отходы, которые были складированы в виде отвалов: пески хвос-тохранилища, штейн, шлак, забалансовая руда, кеки отвальные и печные выломки. Здесь следует отметить, что все отвалы многотоннажны и занимают значительные земельные площади, кроме этого указанные участки не рекультивированы и подвержены размыву под воздействием сточной воды. С учетом указанных выше обстоятельств проводились ряд экспериментальных и теоретических исследований по сурьме и ее отходам [1—5].

В настоящей работе рассмотрен сурьмяной кек КСК и отмечено, что в отвале сурьма встречается в виде антимоната кальция СаКа8Ъ20б(0И) и гидроксооксида сурьмы $Ь$Ь20б(0Н), и суммарное содержание сурьмы в кеке составляет в пределах 4,5 %. Соответственно, изучение кековых отходов сурьмы КСК с целью получения на их основе оксидов сурьмы представляются весьма актуальными в связи с минимизацией их техногенных нагрузок на окружающую природную среду.

Материалы и методика исследования. Формирование физико-химической модели деструкции сурьмяного кека осуществлено на основе результатов атомно-абсорбцион-ного и рентгенофазового анализов [4—9].

Спектральные анализы твердой фазы показали сложный элементный состав сурьмяного кека, включающие: кадмий, хром, медь, ртуть, молибден, никель, свинец, цинк, мышьяк и сурьма. Содержание сурьмы в кеке составило 44 016— 44 426 ррт (1 ррт = 0,0001 %), т. е. 4,4 %; мышьяка 10 086—10 427 ррт, или 1 %. Оптический эмиссионный спектрометр с индуктивно связанной плазмой выявил следующие элементы: серебро, алюминий, мышьяк, барий, бериллий, висмут, кальций, кадмий, кобальт, хром, медь, железо, ртуть, калий, лантан, магний, марганец, молибден, натрий, никель, фосфор, свинец, сурьма, скандий, селен, олово, стронций, теллур, титан, уран, молибден, вольфрам, иттрий, цинк, цирконий; а содержание сурьмы в кеке равно 41 809— 35 325 ррт, или 4,18—3,53 %; мышьяка 313 ррт, или 0,0313 %; железа 275 270—290 092 ррт, или 27,52—29,00 %, т. е. весовое количество Бе значительное; натрия 88 602—87 761 ррт, или 8,86— 8,77 %; сера колеблется от 18,28 до 18,93 мас. %. В матрицу физико-химической модели процесса деструкции сурьмяного кека в окислительной среде при минимуме энергии Гиббса [9—12] включен следующий элементный состав, моль/кг: (0,67), Бе (0,40), А1 (0,05), Са (0,03), Мя (0,003), 8 (0,2), Аз (0,004), ЯЪ (0,02), С1 (1,1), Н (0,07), О (1,52).

Обсуждение результатов исследований. Изучение системы (1): оксида марганца (IV) — серной кислоты — хлорида натрия осуществлено в пределах изменения температуры от 288 до 358 К (15—85 °С), давлении Р = 105 Па. В термодинамических расчетах предусмотрены возможные молекулярные и ионные уравнения изложенных ниже химических реакций, найдено мольное соотношение компонентов в растворе и определена структурная матрица изучаемой системы, состоящей из сурьмяного кека-оксида марганца (Г^-серной кислоты-хлорида натрия. Проведена большая аналитическая работа по подготовке исходных данных и расчета термодинамических функций согласно работам [9—12].

Рассчитаны равновесные составы водного раствора и найдены концентрации заряженных частиц и молекул, образующихся в растворе за счет окислительно-восстановительных реакций. Результаты исследований позволили определить термодинамические параметры системы (О, Н, Я, и, Ср), рассчитать равновесный состав, рН, ЕЙ, ионную силу (I) раствора и установить концентрационное распределение отдельных компонентов и заряженных ионов, в том числе хлорсо-держащих частиц (СаС1+, БеС1+, БеС1+, РеС1+2, МяС1+, МпС1+, С1-) в фазах (ж, г, тв) при температуре 288—358 К (15—85 °С), давлении Р = 105 Па.

Ниже приведены подробные данные только при температуре 298 К и давлении 1*105 Па (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что значения энергии Гиб-бса, энтальпии, внутренней энергии отрицательные, т. е. меньше нуля, что и означает о протекании процесса хлорирования в системе: сурьмяной кек-оксид марганца (Г^-серная кислота-хлорид натрия. Водородный показатель рН равен 1,96, т. е. среда кислая, что и способствует выщелачиванию сурьмы из сурьмяного кека в виде хлорок-сида сурьмы с последующим переводом последнего в оксиды в виде ЯЪ2О3 и ЯЪ2О. Ред-окс потенциал ЕЙ системы равен 1,15, а ионная сила I = 10.

На основании анализа реакций взаимодействия сурьмяного кека с выщелачивающим агентом (МпО2—Н2$О4—КаС1) в растворе показано, что сурьма сначала переходит в хлороксид сурьмы (ЯЪОС1), а затем в оксид сурьмы (ЯЪ2О3 и ЯЪ2О5). Установлено значение рН раствора при различных температурах раствора (Р = 105 Па): 288 К, рН = 2,05, ЕЙ = 1,14 В; 298 К, рН = 1,96, ЕЙ = 1,15 В; 318 К, рН = 2,02, ЕЙ = 1,13 В; 338 К, рН = 2,14, ЕЙ = 1,12 В; 358 К, рН = 2,3, ЕЙ = 1,1 В, т. е. рН раствора изменилась от 1,96 до 2,3, ионная сила равна 10. Отсюда следует, что в кислой среде (рН = 1,96—2,3) сурьма из сурьмяного кека выщелачивается в виде хлороксида сурьмы, а затем последний превращается в пен-таоксид сурьмы. Таким образом, на основании проведенных исследований найдено концентрационное распределение заряженных частиц в водном растворе в виде: А1+3, А1ОН+2, Са+2, СаС1+, СаШЮ+3, СаОН+, С1-, Бе+2, Бе+3, БеС1+, БеС1+2, БеО+, Н2АзО- , НАзО- , НЯО- , Мя+2, МяС1+, Мп+2, Мп+3, МпС1+, №+, ЯО-2, Н+, Н2О, молекул и конденсированных веществ в фазах при минимуме энергии Гиббса. Рассчитаны физико-химические и термодинамические характеристики рассматриваемой модельной системы: температура, давление, объем, масса, плотность, энергия Гиббса, энтальпия, энтропия, внутренняя энергия, теплоемкость, ред-окс потенциал ЕЙ, водородный показатель, ионная сила (I), химический потенциал, моляльность, мольное количество, коэффициент активности и парциальное давление газов.

Выщелачивание сурьмяного кека (сурьма переходит в сульфидную форму) раствором, содержащим хлорид натрия, серную кислоту, в присутствии соединений марганца (диоксида марганца или перманганата калия) протекало по схеме:

ЯЪ2Я3 + 3МпО2 + 6Н2ЯО4 + 12№С1 =

= 2ЯЪС13 + 3МпС12 + 6Ка2ЯО4 + 3Я + 6Н2О.

Таблица 1

Физико-химические и термодинамические параметры системы: сурьмяной кек — оксид марганца (IV) — серная кислота — хлорид натрия при температуре 298 К

Температура, К 298 О 10-6, Дж -2,66 ЕЙ, В 1,15

Давление 10-5, Па 1 Н 10-6, Дж -2,99 — —

Объем, м3 0,004120 Я 10-2, Дж/К 1,47 рН 1,96

Масса, кг 0,324 И 10-6, Дж -2,97 ионная сила 10,00

Плотность 10-3, кг/м3 78,65 Ср 10-2, Дж 0,90 — —

Параметры фазы

название фазы объем 106, м3 количество молей масса 103, кг плотность 10 3, кг/м3 вес, %

Водный раствор 25,21521 2,26е + 00 193,88 7,69е + 00 59,82

Газ 4066,33136 1,66е-01 5,32 1,31е-03 1,64

№01 0 9,19е-01 53,69 0,00е + 00 16,57

Я1О2 27,74281 1,01е + 00 60,92 2,20е + 00 18,80

А12О3 0 6,99е-03 0,71 0,00е + 00 0,22

Ре2О3 1,0559 3,49е-02 5,57 5,28е + 00 1,72

БЪ2О5 0 1,23е-02 3,99 0,00е + 00 1,23

Распределение элементов

комп. химический состав дисперсия баланса массы моляльность мг/кг раствора химический потенциал Ьов моляльность

1,01 7,05е-11 9,20е-07 2,58е-02 -203739 -6,04

Бе 0,07 1,10е-09 1,08е-06 6,03е-02 -88769 -5,97

А1 0,05 6,76е-11 2,52е-01 6,79е + 03 -188778 -0,60

Са 0,03 1,90е-09 1,97е-01 7,90е + 03 -184536 -0,71

Мя 0,003 2,59е-09 2,14е-02 5,19е + 02 -159891 -1,67

Я 1,20 1,86е-09 7,94е + 00 2,55е + 05 -117830 0,90

Аз 0,004 4,63е-10 2,83е-02 2,12е + 03 -96915 -1,55

ЯЪ 0,02 5,11е-09 0,00е + 00 0,00е + 00 -98590 —

Мп 1,00 1,99е-09 6,62е + 00 3,64е + 05 -113133 0,82

С1 1,00 2,25е-09 5,39е-01 1,91е + 04 -4022 -0,27

№ 1,00 -3,58е-10 5,39е-01 1,24е + 04 -87793 -0,27

Н 2,00 1,59е-11 1,52е + 00 1,53е + 03 -28793 0,18

О 8,24 1,61е-08 3,19е + 01 5,10е + 05 -206 1,50

Распределение частиц в растворе

комп. вТ 10-6 Дж/моль молял-ть количество молей мг/кг раст. или вес. % 1ов моль коэф. актив. 1ов коэф. актив 1п актив.

Водный раствор

А1+3 -0,46 2,51е-01 3,80е-02 6,79е+00 -0,60 8,92е+03 3,95 5,01

А1ОН+2 -0,69 1,30е-04 1,97е-05 5,73е-03 -3,89 1,33е+03 3,12 -4,46

Са+2 -0,55 9,31е-03 1,41е-03 3,73е-01 -2,03 15,34 1,19 -4,65

СаС1+ -0,68 6,79е-02 1,03е-02 5,13е+00 -1,17 4,74 0,68 -3,84

СаШЮ+ -1,64 5,58е-14 8,43е-15 6,54е-12 -13,25 12,17 1,09 -30,72

СаОН+ -0,78 4,71е-14 7,11е-15 2,69е-12 -13,33 3,44 0,54 -32,16

С1- -0,13 6,44е-06 9,73е-07 2,28е-04 -5,19 3,94е+04 4,60 -4,08

Бе+2 -0,15 4,05е-14 6,12е-15 2,26е-12 -13,39 85,2563 1,93 -29,10

Бе+3 -0,04 5,07е-09 7,66е-10 2,83е-07 -8,30 1,70е+03 3,23 -14,37

БеС1+ -0,28 2,68е-13 4,05е-14 2,45е-11 -12,57 39,32 1,60 -27,98

БеС1+2 -0,17 1,07е-06 1,61е-07 9,76е-05 -5,97 1,08е+03 3,03 -9,47

БеО+ -0,26 1,63е-10 2,46е-11 1,17е-08 -9,79 45,73 1,66 -21,42

Н2АзО- -0,76 5,79е-07 8,75е-08 8,17е-05 -6,24 4,83е+03 3,68 -8,59

НАзО-2 -0,75 1,10е-17 1,67е-18 1,55е-15 -16,96 2,20е+09 9,34 -20,24

НЯО- -0,73 1,31е+00 1,98е-01 1,28е+02 0,12 3,61е+03 3,56 5,76

Окончание табл. 1

Распределение частиц в растворе

комп. gT 10-6 Дж/моль молял-ть количество молей мг/кг раст. или вес. % log моль коэф. актив. log коэф. актив ln актив.

Mg+2 -0,45 3,11e-03 4,70e-04 7,57e-02 -2,51 2,61e+02 2,42 -2,91

MgCl+ -0,58 1,82e-02 2,76e-03 1,09e+00 -1,74 1,44e+02 2,16 -1,74

Mn+2 -0,25 4,80e-07 7,25e-08 2,64e-05 -6,32 22,71 1,36 -14,13

Mn+3 -0,14 1,66e-15 2,51e-16 9,13e-14 -14,78 5,21e+03 3,72 -28,18

MnCl+ -0,38 2,20e-05 3,32e-06 1,99e-03 -4,66 1,59 0,20 -12,97

Na+ -0,26 4,13e-01 6,24e-02 9,50e+00 -0,38 1,20 0,08 -3,41

SO-2 -0,72 2,30e-06 3,47e-07 2,21e-04 -5,64 1,08e+09 9,03 5,11

H+ -0,01 2,35e-02 3,54e-03 2,36e-02 -1,63 0,05 -1,31 -9,47

H2O -0,24 5,86e+00 8,85e-01 1,59e+01 0,77 1,00 0,00 -0,94

Распределение компонентов

комп. gT 10-6 кол. молей мг/кг раст. log моль коэф. актив. log коэф. ln актив.

Дж/моль или вес. % актив

Газ

HCl -0,14 7,25e-09 0,00 -8,14 0,99 0,00 -16,95

O2 -0,0017 8,32e-02 50,00 -1,08 1,00 0,00 -0,69

Твердая фаза

NaCl -0,38 9,19e-01 42,99 -0,04 1,00 0,00 0,00

SiO2 -0,85 1,01e + 00 48,78 0,01 1,00 0,00 0,00

M2O3 -1,58 6,99e-03 0,57 -2,16 1,00 0,00 0,00

Fe2Ü3 -0,75 3,49e-02 4,46 -1,46 1,00 0,00 0,00

Sb2Ü5 -0,83 1,23e-02 3,19 -1,91 1,00 0,00 0,00

Параметры газа

компонент фугитивность log фуг. парц. давл. log пар. давл. log коэф. фугит. коэф. фугит.

HCl 4,33e-08 -7,36e+00 4,36e-08 -7,36e+00 -2,35e-03 0,99

O2 5,00e-01 -3,01e-01 5,00e-01 -3,01e-01 -2,78e-04 1,00

SO2 8,32e-35 -3,41e+01 8,32e-35 -3,41e+01 0 1,00

H 1,91e-57 -5,67e+01 1,91e-57 -5,67e+01 0 1,00

OH 5,48e-28 -2,73e+01 5,48e-28 -2,73e+01 0 1,00

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Процессы растворения Sb2$3 в сурьмяном ке-ке представлены следующими реакциями:

H2SO4 + 2NaCl = Na2SO4 + 2HCl

MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O

Sb2S3 + 3Cl2 = 2SbCl3 + 3S

MnO2 + 2H2SO4 + 2NaCl = = MnCl2 + 2Na2SO4 + Cl2 + 2H2O

Sb2S3 + 12Cl2 + 12H2O = = 2SbCl3 + 3H2SO4 + 18HCl.

Выщелачивание сурьмяного кека в среде MnO2—H2SO4—NaCl позволило перевести сульфид сурьмы сначала в Sb2Cl3, а затем в оксиды сурьмы (III и V). Гидролиз хлорида сурьмы (III),

протекающий поэтапно, выражен следующими реакциями:

SbCl3 + H2O = SbOCl + 2HCl

SbOCl + H2O = Sb4O5Cl2(Sb2S3 -2SbOCl) + 2HCl

4SbCl3 + 5H2O = Sb4O5Cl2 + 10HCl,

а выделение оксида сурьмы (III) осуществлено на основе взаимодействия хлороксида сурьмы с гидрооксидом аммония или карбонатом натрия:

SbOCl + NH4OH = Sb2O3 + NH4Cl + 3H2O SbOCl + Na2CO3 = Sb2O3 + NaCl + CO2 Sb4O5Cl2 + 2NH4OH = 2Sb2O3 + 2NH4Cl + 3H2O Sb4O5Cl2 + Na2CO3 = 2Sb2O3 + 2NaCl + CO2,

а окисление оксида сурьмы (III) протекало по реакции: Sb2O3 + O2 = Sb2O5.

Адекватность предложенной физико-химической модели установлена на основе анализа результатов расчетных и экспериментальных исследований, полученных в многокомпонентной гетерогенной системе: сурьмяной кек — оксид марганца (IV) — серная кислота — хлорид натрия, а также составлением массового баланса, входящих элементов в систему и весового процентного баланса отдельных фаз.

Выводы

1. Проведены атомно-абсорбционные и полуколичественные рентгенофазовые спектральные анализы и выявлен сложный фазовый состав сурьмяного кека КСК, где в различных количествах содержатся отдельные химические элементы и примеси их соединений. В сурьмяном кеке сурьма встречается в виде антимоната кальция CaNaSb2Og(OH) и гидроксооксида сурьмы SbSb2Og(OH). Суммарное содержание сурьмы в кеке составляет в пределах 4,5 %.

2. Осуществлено физико-химическое моделирование процесса окислительной деструкции сур-мяного кека при минимуме энергии Гиббса; определены равновесные составы и найдено концен-

трационное распределение компонентов и частиц в г азо-жидкостной среде. Протекание и направление процесса деструкции сурьмяного кека подтверждены значениями энтальпии (AH < 0) и внутренней энергии (AU < 0) системы.

3. Отмечено, что при разложении сурьмяного кека образуются низкомолекулярные компоненты, радикалы, ионные частицы и конденсированные фазы.

4. Установлено, что водородный показатель раствора в изученной системе изменился от 1,96 до 2,3, ионная сила равна 10, т. е. среда реакции кислая, соответственно в растворе в виде осадка обнаружен хлороксид сурьмы (SbOCl): 288 К, рН = 2,05, Eh = 1,14 В; 298К, рН = 1,96, Eh = 1,15 В; 318 К, рН = 2,02, Eh = 1,13 В; 338 К, рН = 2,14, Eh = 1,12 В; 358 К, рН = 2,3, Eh = 1,1 В.

5. Отмечено, что в процессе выщелачивания сурьмяного кека с хлоридами металлов (NaCl) в среде оксида марганца (IV) и серной кислоты сульфиды сурьмы в кековых отходах переходят в хлороксид сурьмы и далее в процессе его взаимодействия с гидрооксидом аммония (или карбонатом натрия) образуется оксид сурьмы (III), а при окислении последнего кислородом получается пентаоксид сурьмы.

Библиографический список

1. Усубакунов М. У., Дубанаева К. Д., Тунгучбекова Ж. Т. и др. Подбор окислителей для триоксида сурьмы // Вестник КНУ им. Ж. Баласагына. — 2001. — Спец. выпуск. — С. 44—47.

2. Патент № 11 РФ (2412264) (13) С2. Заявка 2009111528/02. Способ переработки золотосурьмяных концентратов / Со-ложенкин П. М., Соложенкин И. П., Соложенкин О. И. Опубл. 10.10.2010.

3. Абдырахманов С., Артыкбаев Т., Баев С. А. А. с. 1668434 СССР, МКИ С22В3-12 // С22В32.02. Способы извлечения сурьмы из окисленных полиметаллических промпродуктов / 4750351/02; заявлено: 07.06.89. опубл. 07.08.91. — бюл. № 29. — 2 с.

4. Маймеков З. К., Самбаева Д. А., Шабданова Э. А. Экологические аспекты сурьмяного производства и отдельные пути минимизации образования в них техногенных отходов // Uluslararasi Konferans "Mikroorganizmalar ve Biyosfer". — 2013. — № 2 (29). — С. 227—228.

5. Маймеков З. К., Самбаева Д. А., Шабданова Э. А., Тунгучбекова Ж. Т., Маймеков М. К. Физико-химическое моделирование системы Sb2S3—K2MnO4—ZnCl2 и прогнозирование химического состава продуктов реакции // В мат., XXIV межд. науч. прак. конф. «Экология и жизнь», 2013. — С. 127—130.

6. Рид С. Лж. Б. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии. — М.: Техносфера, 2008. — 232 с.

7. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: в 2-х книгах. — М.: Мир, 1984.

8. Кузяков Ю. Я., Семененко К. А., Зоров Н. Б. Методы спектрального анализа: Учебное пособие. М.: Издательство Московского университета, 1990. — 213 с.

9. Князев А. В., Сулейманов Е. В. «Основы рентгенофазового анализа». Учебно-методическое пособие. Н. Новгород. 2005. — 23 с.

10. ^rpov I. K., Chudnenko K. V., Kulik D. A., Bychinskii V. A. The convex programming minimization of five thermodynamic potential other than Gibbs energy in geo-chemical modeling // American Journal of Science. 2002. 302, P. 281—311.

11. Karpov I. K., Chudnenko K. V., Kulik D. A. Modeling chemical mass transfer in geochemical processes: Thermodynamic relations, conditions of equilibria, and numerical algorithms // American Journal of Science. 1997. 297, P. 767—806.

12. Helgeson H. C., Delany J. M., Nesbitt H. W., Bird D. K. Summary and critique of the thermodynamic properties of rock-forming minerals // American Journal of Science. 1978. 278A, P. 1—229.

ANTIMONY SLAG LEACHING IN THE OXIDIZING MEDIUM TO OBTAIN ANTIMONY OXIDE

Zh. T. Tunguchbekova, junior researcher, Institute of Chemistry and Phytotechnolojy, National Academy of Science, Bishkek, Kyrgyz Republic;

Z. K. Maimekov, Ph. D. (Engineering), Dr. Habil., Professor, Kyrgyz-Turkish University Manas, Bishkek, Kyrgyz Republic, z.maymekov@mail.ru;

D. A. Sambayeva, Leading Researcher, Ph. D. (Engineering), Dr. Habil., Professor, Institute of Chemistry and Phytotechnolojy, National Academy of Science, Bishkek, Kyrgyz Republic;

U. Z. Maimekov, student, Moscow Institute of Physics and Technolojy, Dolgoprudny, Russia References

1. Usubakunov M. U., Dubanaeva K. D., Tunguchbekova Zh. T. et al. Selection of oxidants for antimony trioxide. Vestnik KNU named by J. Balasagyn. 2001. Special Issue. P. 44—47. [in Russian]

2. Patent No. 11 of the Russian Federation (2412264) (13) C2. Application 2009111528/02. Method for processing gold-antimony concentrates / Solozhenkin P. M., Solozhenkin I. P., Solozhenkin O. I., Pub. 10.10.2010. [in Russian]

3. Abdyrakhmanov S., Artykbaev T., Baev S. A. A. 1668434 USSR, MKI С22В3-12 // С22В32.02. Methods of extraction of antimony from oxidized polymetallic industrial products / 4750351/02; stated on: 07.06.89. publ. 08/07/1991. Bui. No. 29 (2), p. 4. [in Russian]

4. Maimekov Z. K., Sambaeva D. A., Shabdanova E. A. Ecological aspects of antimony production and separate ways of minimizing the formation of man-made wastes in them. Uluslararasi Konferans "Mikroorganizmalar ve Biyosfer". 2013. No. 2 (29). P. 227—228.

5. Maimekov Z. K., Sambaeva D. A., Shabdanova E. A., Tunguchbekova Zh. T., Maymekov M. K. Physico-chemical modeling of the Sb2S3—K2MnO4—ZnCl2 system and the forecasting of the chemical composition of the reaction products. In the proceedings of the XXIV International Scientific and Practical Conference "Ecology and Life", 2013. P. 127—130. [in Russian]

6. Reed S. Lj. B. Electron-probe microanalysis and scanning electron microscopy in geology. — M.: Tehnosfera, 2008. — 232 p. [in Russian]

7. Gouldstein J., Newbury D., Eclin P., Joy D., Fiori C., Lifshin E. Raster electron microscopy and X-ray microanalysis: in 2 books. Moscow, Mir, 1984. [in Russian]

8. Kuzyakov Yu. Ya., Semenenko K. A., Zorov N. B. Spectral analysis methods: Tutorial. Moscow: Publishing house of Moscow University, 1990. 213 p. [in Russian]

9. Knyazev A. V., Suleymanov E. V. "Fundamentals of X-ray phase analysis". Teaching-methodical manual. N. Novgorod. 2005. 23 p. [in Russian]

10. Karpov I. K., Chudnenko K. V., Kulik D. A., Bychinskii V. A. The convex programming minimization of five thermodynamic potential other than Gibbs energy in geo-chemical modeling. American Journal of Science. 2002. 302, P. 281—311.

11. Karpov I. K., Chudnenko K. V., Kulik D. A. Modeling chemical mass transfer in geochemical processes: Thermodynamic relations, conditions of equilibria, and numerical algorithms. American Journal of Science. 1997. 297, P. 767—806.

12. Helgeson H. C., Delany J. M., Nesbitt H. W., Bird D. K. Summary and critique of the thermodynamic properties of rock-forming minerals. American Journal of Science. 1978. 278A, P. 1—229.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.