ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИКО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ДОЛОМИТА ВАУШСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

АННОТАЦИЯ

В работе приведены результаты исследований по изучению химико-минералогического состава вновь открытого Ваушского месторождения доломита, изложены результаты экспериментов по получению оксида магния из доломита путем его химического разложения после предварительной термообработки. Установлен химико-минералогический состав доломита вновь открытого Ваушского месторождения в Навоийской области, где содержание оксида магния оставляет 21,03 %, а оксида кальция  28,24 %, при этом потерии при прокаливании составляют 49,94, что свидетельствует о повышенном содержании карбонатных соединений.

ABSTRACT

The article presents the results of the study of the chemical and mineralogical composition of the newly discovered Vaush dolomite deposit, sets out the results of experiments on obtaining magnesium oxide from dolomite by its chemical decomposition after preliminary heat treatment. The chemical and mineralogical composition of dolomite of the recently discovered Vaush deposit in the Navoi region has been established, where the content of magnesium oxide is 21.03%, calcium oxide is 28.24%, and the loss on ignition is 49.94, which indicates an increase in the content of carbonate compounds.

Ключевые слова: месторождение, нерудное сырье. доломит, серпентинит, тальк, магнезит, бишофит, оксид магния, Вауш, карбонат кальция, химический состав, минералогический состав, переработка.

Keywords: deposit, non-metallic raw materials. dolomite, serpentinite, talc, magnesite, bischofite, magnesium oxide, Vauch, calcium carbonate, chemical composition, mineralogical composition, processing.

Введение. Развитие отраслей промышленности взаимосвязаны друг с другом в первую очередь обеспечения качественными сырьевыми продуктами, имеющих высоких товарных показателей.  В этом плане поиск минерально-сырьевых источников, разработка способов и технологий их эффективной переработки, а также производство MgO имеет особое значение. На современном этапе развития промышленного производства различных направлений MgO очень широко и в больших объемах используется в качестве основного сырьевого компонента или функционально-корректирующей добавки. Например, MgO используется в производстве строительных материалов, в металлургии, строительной, химической, резинотехнической, нефтегазовой, пищевой индустрии, а также в фармакологии. Основными источниками получения MgO являются серпентиниты, тальк магнезиты, бишофиты и доломиты и другие нерудные породы, в составе которых содержание MgO варьируется в довольно широком интервале.

Доломит является породой, представляющий собой двойную углекислую соль кальция и магния CaCO_3*MgCO_3. Теоретический минералогический  состав доломита: CaCO₃ - 54,27%, MgCO₃ - 45,73 %, химический состав выражается содержания оксидов   CaO- 30,41% MgO - 21,87 % и CO₂ - 47,72 %.   Твердость доломита по шкале Мооса 3,5-4, плотность доломита составляет 2,85-2,95 г/см³. Доломит как природная нерудная порода, встречается обычно в окрашенном в желтые и буроватые цвета, вследствие наличия примесей соединений железа, глинистых и других веществ. Доломит может имеет вид и желтовато-мучнистой рассыпающейся массы, называемой доломитовой мукой или доломитовым песком. Для производства каустического доломита желательно применить сырье с большим содержанием оксида магния [1].

Доломит, содержащий около 20 % MgO, представляет собой сырье, которым богаты многие страны; поэтому его используют для получения MgO, применяемого в производстве оксихлорида магния. В идеале при обжиге доломита должен быт получен только MgO. Однако, поскольку в доломите содержатся также CaCO_3, задача заключается в том, чтобы выбрать такой режим обжига, при котором происходит термическая диссоциация лишь одного MgCO₃ [2].

Цель работы. Целью данной работы является исследование химико-минералогического состава доломита Ваушского месторождения для получения оксида магния путем его химического разложения.

Комплексная переработка минерального сырья, в частности доломита для получения MgO и чистого CaCO₃, применяемых в производстве наполнителей бумаги и пластмасс, минеральных удобрений, металлургии, получении термостойкий изделий, керамики, стекла, фармации, в производстве огнеупоров и др. является актуальной задачей, направленной на Программу локализации и импортозамещения при экономии энергоресурсов и природных ресурсов в Республике Узбекистан.

По статическим данным, в республику ежегодно завозится порядка 20 тыс. тонн магнезитов (MgСО₃) на сумму 13,8 млн. долларов США, которые могут быть сэкономлены освоением местных магнийсодержащих месторождений.

На территории Узбекистана геологами обнаружены десятки месторождений доломита. В настоящее время в промышленном масштабе доломит добывается в основном из Дехканабадского месторождения (Кашкадарьинская область), в котором содержание MgO варьируется в пределах18,0-21,0 %, а СаО - 28,0-31,0 %. Доломит Дехканабадского месторождения в качестве сырья используется в основном, в стекольном производстве и производстве вяжущих строительных материалов.

Одним из месторождений доломита в республике, является Ваушское месторождение, которое находится в 23 км от г. Навои, прогнозные запасы которвх предварительно оценены в объеме примерно 4,0 млн. тонн. Горнотехнические условия месторождения позволяют осуществлять добычу доломита открытым способом. Химико-минералогический состав и технологические свойства доломита Ваушского месторождения подробно ещё не изучены [3-6].

При проведении исследований использованы современные методы физико-химического анализа, в частности химический анализ, рентгенографический и ИК-спектроскопические анализы. Рентгенографический анализ выполнен в Центральной научно-исследовательской лаборатории Навоийского горно-металлургического комбината, результаты ИК-спектрометрических исследований получены при помощи спектрометра марки IR 100 в Навоийском государственном горном институте.

Рисунок 1. Вид залеганий доломита в Ваушском месторождении

По результатам химическога анализа, проба доломита Ваушского месторождения из следующих основных оксидов (табл.1).

Таблица 1

Результаты химического анализа пробы доломита Ваушского месторождения

Примечание:  * - ППП – потерии при прокаливании.

Как видно по данным из таблицы № 1, содержание MgO составляет 21,03 %, а СаО – 28,24 %, при этом потерии при прокаливании составляет 49,94, что свидетельствует о повышенном содержании карбонатных соединений.

Результаты ИК-спектрокопического анализа (рис.2.) подтверждают данных, полученных химического анализа.  На ИК-спектрограмме доломита спектры поглощения оксида магния отмечтены как 6,90-6,97µm (1450-1435 см^-1); 11,28-11,15 µm (887…897 см^-1) и 13,36-14,02  µm  (748-710  см^-1), а также в виде двух слабых пиков (3,92-3,97 и 5,47-5,52 µm) При этом инфракрасные спектры поглощения кальция и минералов группы доломита фиксированы как  6,90-6,97µm (1450-1435 см-1); 11,28-11,15 µm (887…897 см-1) и 13,36-14,02  µm  (748-710  см-1 ), а также две слабые пики 3,92-3,97 и 5,47-5,52 µm.

Рисунок 2. ИК-спектроскопический снимок доломита Вакушского месторождения

При исследовании изучаемой пробы доломита вместе с КВr в форме таблетки установлено соответствие пиков 669-729 см^-1 минералу доломита. Как показано в работе [7], пик 727 см^-1 соответствует минералу доломита, а пик 3412 см^-1 показывает изменение ОН-группы, связанной с ионами СО₃ -карбонатов.

Также, при исследовании минералогического состава пробы доломита нами был применен рентгенографический метод с использованием высокочуствительного энергодисперсного рентгенофлуорисенционного прибора компании Shimadzu марки EDX-7000/8000. Результаты ренгенографического анализа приведены на рис.3 и 4.

Рисунок 3. Рентгерографический снимок образца пробы доломита Ваушского месторождения

Рисунок 4. Результаты рентгенографическго анализа образца пробы доломита Ваушского месторождения

Таким образом, результаты проведенных лабораторных исследований позволяют сделать вывод о химико-минералогическом составе доломита вновь открытого Ваушского месторождения в Навоийской области.  В составе изученной пробы содержание MgO составляет 21,03 %, а СаО – 28,24 %, при этом потерии при прокаливании составляет 49,94, что свидетельствует о повышенном содержании карбонатных соединений. Полученные результаты ИК-спектроскопии и рентгенографического анализа показывают, что исследуемый доломит в основном состоит из карбонатов магния и кальция.

Список литературы:

1. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашев В.В. «Химическая технология вяжущих материалов», Москва, «Высшая школа», 1980, стр. 54-55.
2. Рамачандран В., Фельдман Р., Бодуэн Дж. «Наука о бетоне. Физико-химическое бетоноведение». Перевод с английского к. х. н. Т. И. Розенберг, Ю. Б. Ратиновой. Под редакцией В. Б. Ратинова. Москва, «Стройиздат», 1986,  219 с.
3. Мирзаев А.У. Литология, палеогеография, фации и полезные ископаемые осадочных формаций палеогена Кызылкумов. – Навои: Изд-во им. А.Навои, 2020. – 232 с.
4. Мирзаев А.У., Чиникулов Х., Абдувахабов А. О доломитах палеогена гор Вауш (ЮжныйНуратау). // Геология и минеральные ресурсы // 2/2001. - С. 41-46.
5. Мирзаев Б.А., Шарипов Ш.Ф., Истаблаев Ф.Ф. Перспективы привлечения иностранных инвестиций для разработки нерудных полезных ископаемых в комплексе на примере месторождения «Вауш» // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2020. - №3. – с. 82-86.
6. Адылов Д.К., Мирзаев А.У., Турдиалиев У.М., Черниченко Н.И., Шарипов Ш.Ф.  Комплексная переработка доломита // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2019. - №2. – С. 80-82.
7. Коровкин М.В., Ананьева Л.Г. Инфракрасная спектроскопия карбонатных минералов: учебное пособие / М.В. Коровкин; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2016. –  36-49 с.