Международный
научный журнал

Исследования влияние температуры и продолжительности процесса на разложение доломитов Дехканабадского месторождения


Researches influence of temperature and duration of process on decomposition of dolomite of the Dehkanabad deposit

Цитировать:
Исследования влияние температуры и продолжительности процесса на разложение доломитов Дехканабадского месторождения // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Михлиев О.А. [и др.]. 2019. № 1(58). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6855 (дата обращения: 20.09.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Приведены результаты исследований влияния температуры и продолжительности процесса на разложение доломитов Дехканабадского месторождения 40% азотной кислотой при норме 110%.

Показано, что ни температура, ни продолжительность процесса разложения не оказывают влияния на содержание окиси магния в растворе. Содержание окиси кальция с увеличением продолжительности процесса разложения с 10 до 60 минут при температуре 20°С повышается с 8,76% до 9,07%, при температуре 60°С с 8,90% до 9,14%, т.е. температура также не оказывает влияния на содержание окиси кальция в растворе. Содержания окислов железа и алюминия составляют сотые процента. Увеличение продолжительности процесса разложения приводит к снижению содержания оксида магния в твердой фазе с 1,51-1,92% при продолжительности процесса разложения 10 минут до 0,72-0,92 при продолжительности процесса 60 минут. С повышением температуры разложения содержание оксида магния снижается с 0,92-1,92% при 20оС до 0,72-1,51% при 60оС.

Степени извлечения магния и кальция при норме 40% азотной кислоты 110% составляют 99,88-99,92% и 98,21-99,90%, соответственно, при продолжительности процесса 30 минут.

ABSTRACT

Results of researches of influence of temperature and duration of process on decomposition of dolomite in Dehkanabaddeposits of 40% are resulted by nitric acid at norm of 110%.

It is shown, that neither the temperature, nor duration of process of decomposition do not render influence on the content oxide magnesium in a solution. The content oxide calcium with increase in duration of process of decomposition with 10 till 60 minutes at temperature 20°С raises from 8,76% to 9,07%, at temperature 60°С from 8,90% to 9,14%, i.e. the temperature also does not render influence on the content oxide calcium in a solution. Content of oxides of iron and aluminum make the 100-th percent. The increase in duration of process of decomposition leads to content decrease oxide magnesium in a firm phase from 1,51-1,92% at duration of process of decomposition of 10 minutes to 0,72-0,92 at duration of process of 60 minutes. With rise in temperature of decomposition the content oxide magnesium decreases from 0,92-1,92% at 20оС to 0,72-1,51% at 60оС.

Degrees of extraction of magnesium and calcium at norm of 40% of nitric acid of 110% make 99,88-99,92% and 98,21-99,90%, accordingly, at duration of process of 30 minutes.

 

Ключевые слова: доломит, азотная кислота, степень извлечения, разложение, температура, продолжительность процесса.

Keywords: dolomite, nitric acid, extraction degree, decomposition, temperature, duration of process.

 

Введение. В стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан предусмотрено ускоренное развитие химической промышленности, прежде всего по производству готовой химической продукции на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов. В этом отношении особое значение приобретает разработка технологии получения соединений магния из имеющих в Республике сырьевых источников. Одним из таких видов сырья для производства соединений магния являются доломиты Дехканабадского месторождения [5].

Известные методы переработки доломита включают термический обжиг, гашения окиси магния водой и карбонизацию образующейся суспензии или обрабатывают хлоридами кальция или аммония [1, 6-8]. В результате получают гидроксид магния. Гидроксид магния является соединением, из которого можно получить различные соли и оксид магния. В Узбекистане отсутствуют производства гидроксида магния и его солей. Поэтому наши исследования направлены на получение гидроксида магния из доломитов Дехканабадского месторождения азотнокислотным разложением.

Объект и методы исследования. Для исследований использовали доломит, содержащий (масс. %): MgO - 13,57; CaO - 37,55; CO2 - 44,43; н.о. – 0,56. Разложение проводили в стеклянном реакторе с механической мешалкой, помещенным в термостат, 40% азотной кислотой при норме 110% от стехиометрии. Химический анализ исходных, промежуточных и конечных продуктов проводили известными методами [2-4; 9].

Результаты исследований влияния температуры и продолжительности процесса на химический состав жидкой фазы при разложении Дехканабадского доломита азотной кислоты приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы ни температура, ни продолжительность процесса разложения не оказывают влияния на содержание окиси магния в растворе. Содержание окиси кальция с увеличением продолжительности процесса разложения с 10 до 60 минут при температуре 20°С повышается с 8,764% до 9,065, при температуре 60°С с 8,899% до 9,141%, т.е. температура также не оказывает влияния на содержания окиси кальция в растворе. Содержания окислов железа и алюминия составляют сотые процента.

Таблица 1.

Влияние температуры и продолжительности процесса разложения доломита на химический состав жидкой фазы

Т, °С

Время, мин

Химический состав жидкой фазы, масс. %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

NO3

Ж:Т

1

20

10

8,764

3,310

0,0111

0,0685

34,16

253,56

2

20

20

8,871

3,312

0,0137

0,0705

34,16

253,56

3

20

30

8,960

3,313

0,0172

0,0754

34,16

253,56

4

20

40

9,016

3,314

0,0207

0,0812

34,16

253,56

5

20

60

9,065

3,314

0,0276

0,0918

34,16

253,56

6

40

10

8,858

3,311

0,0155

0,0725

34,16

253,56

7

40

20

8,953

3,313

0,0181

0,0735

34,16

253,56

8

40

30

9,034

3,314

0,0207

0,069

34,16

253,56

9

40

40

9,088

3,314

0,0241

0,0732

34,16

253,56

10

40

60

9,131

3,315

0,0301

0,0817

34,16

253,56

11

60

10

8,899

3,312

0,0163

0,0646

34,16

253,56

12

60

20

9,026

3,313

0,0180

0,0654

34,16

253,56

13

60

30

9,091

3,314

0,0214

0,0688

34,16

253,56

14

60

40

9,118

3,315

0,0239

0,0739

34,16

253,56

15

60

60

9,141

3,315

0,0298

0,0824

34,16

253,56

 

В таблице 2 приведены данные влияния температуры и продолжительности процесса разложения доломита азотной кислотой с концентрацией 40% при норме 110% на состав твердой фазы.

Таблица 2.

Влияние температуры и продолжительности процесса разложения доломита на состав твердой фазы

Т,°С

Время, мин

Состав твердой фазы, масс. %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

1

20

10

62,92

1,92

11,16

7,64

2

20

20

55,08

1,38

10,46

7,19

3

20

30

45,77

1,11

9,62

6,08

4

20

40

36,18

1,00

8,64

4,65

5

20

60

26,03

0,92

6,79

1,91

6

40

10

61,19

1,72

10,0

6,84

7

40

20

53,30

1,24

9,37

6,44

8

40

30

40,05

0,99

8,62

5,44

9

40

40

34,38

0,90

7,74

4,16

10

40

60

24,02

0,82

6,08

1,71

11

60

10

58,44

1,51

9,90

6,62

12

60

20

44,40

1,09

9,28

6,24

13

60

30

34,71

0,87

8,53

5,27

14

60

40

26,57

0,79

7,66

4,03

15

60

60

20,46

0,72

6,02

1,65

 

С повышением температуры с 20 до 60°С и продолжительности процесса разложения с 10 до 60 минут содержание всех компонентов доломита снижается. Так, содержание оксида магния с повышением температуры снижается с 0,92-1,92 при 20°С до 0,72-1,51% при 60°С.

Увеличение продолжительности процесса разложения приводит к снижению содержания оксида магния в твердой фазе с 1,51-1,92% при продолжительности процесса разложения 10 минут до 0,72-0,92 при продолжительности процесса 60 минут.

Такая же закономерность наблюдается и для степени извлечения в азотнокислый раствор оксидов кальция, железа, алюминия.

В таблице 3 приведены результаты влияния температуры и продолжительности разложения на степень перехода компонентов доломита в раствор.

Таблица 3.

Влияние температуры и продолжительности процесса разложение доломита на степень перехода компонентов сырья в раствор

Т, °С

Время, мин

Степень перехода в раствор, масс. %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

20

10

96,07

99,79

21,78

68,69

20

20

97,24

99,85

26,68

70,52

20

30

98,21

99,88

32,57

75,09

20

40

98,83

99,89

39,44

80,96

20

60

99,35

99,898

52,41

92,18

40

10

96,48

99,81

29,91

71,97

40

20

97,52

99,86

34,32

73,61

40

30

98,40

99,89

39,60

77,70

40

40

98,95

99,90

45,75

82,95

40

60

99,42

99,91

57,38

93,00

60

10

96,89

99,83

30,61

72,86

60

20

98,28

99,88

34,95

74,44

60

30

98,98

99,90

40,21

78,41

60

40

99,28

99,91

46,31

83,49

60

60

99,53

99,92

57,80

93,22

 

Продолжительность процесса и температура практически не влияют на степень извлечения магния. На степень извлечения кальция незна­чительное влияние оказывает продолжительность процесса. Увеличение продолжительности процесса с 10 до 60 минут повышает степень извлечения на 3,28% при температуре 20°С, на 2,94% при 40°С и на 2,64% при 60°С. Более заметное влияние продолжительность процесса оказывает на степень извлечения в раствор соединений железа и алюминия. Повышение продолжительности процесса с 10 до 60 минут при температуре 20°С увеличивает степень извлечения окислов железа с 21,78% до 52,41%, окислов алюминия с 68,69% до 92,18%. Повышение температуры с 20 до 40 и 60°С увеличивает степень извлечения с 21,78-52,41% до 29,91-57,38% и 30,61-57,80%, соответственно. Степень извлечения алюминия при этих условиях составляет, соответственно, 68,69-92,180%, 71,97-93,00 и 72,86-93,22.

Изменение температуры разложения доломита 40% азотной кислотой с 20 до 60°С при норме 110% и продолжительности процесса 30 минут не оказывает влияния на химический состав жидкой фазы (табл. 4).

Таблица 4.

Влияние температуры разложения доломита 40% азотной кислотой на химический состав жидкой фазы

Т, °С

Химический состав жидкой фазы, масс. %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

1

20

9,017

3,31

0,017

0,066

2

25

9,019

3,31

0,018

0,067

3

30

9,023

3,31

0,019

0,067

4

35

9,028

3,31

0,020

0,068

5

40

9,034

3,31

0,0207

0,069

6

45

9,043

3,31

0,0207

0,069

7

50

9,055

3,31

0,0207

0,069

8

55

9,071

3,31

0,0207

0,069

9

60

9,088

3,31

0,022

0,069

 

Содержание оксида магния составляет 3,31% независимо от температуры разложения.

Химической состав твердой фазы с повышением температуры при разложении доломита 40% азотной кислотой при норме 110% и продолжительности процесса разложения 30 минут изменяется в сторону снижения основных компонентов (табл. 5).

Таблица 5.

Влияние температуры разложения доломита на химический состав твердой фазы

Т, °С

Химической состав твердой фазы, масс., %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

1

20

45,72

1,110

9,62

6,077

2

25

44,04

1,060

9,32

5,910

3

30

43,04

1,040

9,03

5,741

4

35

41,79

1,013

8,78

5,585

5

40

40,05

0,995

8,62

5,441

6

45

37,84

0,968

8,56

5,348

7

50

34,58

0,950

8,55

5,299

8

55

30,32

0,923

8,54

5,278

9

60

25,50

0,874

8,53

5,268

 

Содержания оксидов магния, железа, алюминия снижаются на 0,23%, на 1,09% и на 0,80%, соответственно, тогда как содержание оксида кальция снижается с 45,72% до 25,50%.

Данные влияния температуры на степень перехода основных компонентов доломита в раствор при разложении 40% азотной кислотой, норме 110% и продолжительности процесса 30 минут приведены в таблице 6.

Таблица 6.

Влияние температуры разложения доломита на степень перехода компонентов в раствор

Т, °С

Степень переход компонентов в раствор, масс. %

CaO

MgO

Fe2O3

Al2O3

1

20

98,21

99,880

32,57

75,09

2

25

98,24

99,883

34,69

75,78

3

30

98,28

99,885

36,71

76,47

4

35

98,33

99,888

38,45

77,11

5

40

98,40

99,890

39,60

77,70

6

45

98,49

99,893

39,97

78,08

7

50

98,62

99,895

40,08

78,28

8

55

98,79

99,898

40,15

78,37

9

60

98,98

99,900

40,21

78,41

 

Из таблицы видно, что повышение температуры практически не влияет на степень извлечения оксидов магния и кальция. Степень извлечения оксидов железа и алюминия при увеличении температуры процесса с 20°С до 60°С повышается с 32,57% до 40,21% и с 75,09% до 78,41%, соответственно.

Заключение. Таким образом, проведенные исследования показали возможность получения азотнокислых растворов из доломита Дехканабадского месторождения. Для максимального извлечения магния и кальция в жидкую фазу разложение доломита 40% азотной кислотой при норме 110% от стехиометрии необходимо температуру процесса поддерживать 20-30оС при продолжительности 25-30 минут. При этом степень извлечения магния составляет 99,88%, а кальция 98,24%.

 

Список литературы:
1. Бобокулова О.С. Разработка технологии переработки сырьевых ресурсов озер Караумбет и Барсакельмес на гидроксид, оксид магния и сульфат натрия. Дисс. … канд. техн. наук. Ташкент, 2018. 124 с.
2. Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.Х. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений. - М.: Госхимиздат, 1963. - 352 с.
3. Крашенинников С.А. Технический анализ и контроль в производстве неорганических веществ. - М.: Высшая школа, 1986. - 280 с.
4. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов. Винник М.М., Ербанов Л.Н. и др. М.: Химия. 1975.- 218 с.
5. Михлиев О.А., Хидирова Ю.Х., Бобокулова О.С., Мирзакулов Х.Ч. Исследование влияния азотной кислоты на процесс разложения доломитов Дехканабадского месторождения. //Universum: Технические науки: электрон. Научн. журн. 2018. № 10 (55).
6. Патент № 2198842 (РФ) С 01F 5/02. Способ получения оксида магния. Канагин О.В., Спирин Г.В., Часовских В.И. Опубл. 20.02.2003. Бюл. № 5.
7. Патент № 2209780 (РФ) С 02F 5/02. Способ получения чистого оксида магния. Александров Ю.Ю., Парамонов Г.П., Олейников Ю.В. Опубл. 2003.10.08. Бюл. № 15.
8. Патент № 2535690 (РФ) С 01F 5/02. Способ получения оксида магния. Доронин А.В. Опубл. 20.12. 2014, Бюл. №35.
9. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия. 1970. – 360 с.

 

Информация об авторах:

Михлиев Ойбек Авлоёрович Oybek Mikhliev

преподаватель Каршинский инженерно-экономический институт, Узбекистан, г. Карши

assistant, Karshi engineering economical institute, Uzbekistan, Karshi


Бобокулова Ойгул Соатовна Bobokulova Oygul

старший преподаватель Ташкентского химико-технологического института, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32

Senior lecturer of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32


Усманов Ильхам Икрамович Usmanov Ilkham

старший научный сотрудник Ташкентского химико-технологического института 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, улица Навои, 32

senior scientific researcher of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi str., 32


Мирзакулов Холтура Чориевич Mirzakulov Kholtura

профессор Ташкентского химико-технологического института, 100011, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Навои, 32

Professor of Tashkent institute of chemical technology, 100011, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Navoi st., 32


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5122

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66236 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в: 

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

 

OpenAirediscovery

CiteFactor

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.