СПОСОБ РАЗЛОЖЕНИЯ РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ФАЙЗАБАД ТАДЖИКИСТАНА

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты физико-химического исследования руды месторождения Файзабад (Таджикистан) с использованием методов рентгенофазового (РФА) и дифференциально-термического анализа (ДТА). Установлено, что основными компонентами руды являются SiO₂ (87,3 %), CaO (9,71 %), Fe₂O₃ (8,05 %) и Al₂O₃ (4,9 %). Зафиксированы характерные температурные интервалы фазовых превращений. Полученные результаты сопоставлены с аналогичными зарубежными исследованиями. Отмечено, что руда отличается более высоким содержанием кремнезема, что повышает её промышленную ценность. Исследуемый материал может быть использован в кремниевой, строительной и металлургической промышленности.

ABSTRACT

This paper presents the results of physicochemical analysis of ore from the Faizabad deposit (Tajikistan), using X-ray diffraction (XRD) and differential thermal analysis (DTA). The ore is primarily composed of SiO₂ (87.3 wt.%), CaO (9.71 wt.%), Fe₂O₃ (8.05 wt.%), and Al₂O₃ (4.9 wt.%). Thermal analysis revealed distinct phase transformation intervals associated with dehydration, carbonate decomposition, and silicate formation. Compared to similar ores from India, Turkey, and China, the Faizabad ore exhibits 10–15% higher silica content, making it a promising raw material for the silicon, construction, and metallurgical industries.

Ключевые слова: разложение, месторождения Файзабад, инструментальные методы, рентгенофазовый анализ, элементный анализ.

Keywords: decomposition, Faizabad deposit, instrumental methods, X-ray diffraction analysis (XRD), elemental analysis.

Введение

В переработке алюмосодержащих щелочных руд лидирующую позицию занимают промышленно освоенные методы, включающие комплексную переработку таких руд с получением глинозёма и востребованных побочных продуктов. Одним из наиболее распространённых является метод спекания руд с известняком, что отражено в работах [1; 2; 4; 5; 8].

С точки зрения повышения качества как промежуточных, так и конечных продуктов, современные исследования сосредоточены в первую очередь на получении глинозёма с оптимальными физико-химическими свойствами – структурой, пористостью, размером частиц и другими характеристиками [10; 13].

В работах [11; 12] предложен метод агломерации, отличающийся от классических тем, что состав шихты рассчитывается исходя из образования кальций-щелочных силикатов, а не двухкальциевых силикатов.

Для переработки высококремнистых щелочных алюмосиликатов М.Г. Манвелян с соавторами предложили метод [2; 9], основанный на предварительном химическом обогащении, заключающемся в автоклавной обработке руды щелочными растворами натрия.

Методика исследования

Для анализа химического состава руды в настоящее время всё чаще применяются спектральные методы. Наиболее распространёнными являются рентгенофлуоресцентный анализ, а также методы индуктивно связанной плазмы и атомной абсорбции. Последние два метода по своей подготовке близки к методам мокрой химии, так как требуют длительной подготовки пробы и её растворения. Рентгенофлуоресцентный метод является более экспрессным и может быть реализован как в стационарных, так и в переносных портативных спектрометрах [6; 7].

В настоящем исследовании для химического анализа руды использовались методы комплексонометрии и пламенно-фотометрический анализ. Экспериментальная методика была разработана с учётом анализа параллельных образцов руды, при этом учитывались средние значения результатов.

Для установления минералогического состава руды проведён рентгенофазовый анализ (РФА), результаты которого представлены на рисунке 1.

Анортит – минерал из группы полевых шпатов, алюмосиликат кальция (CaAl₂Si₂O₈), встречается в виде белых или сероватых, хрупких стеклообразных кристаллов. Является породообразующим минералом, широко используемым в производстве стекла и керамики.

Анортит – крайний член непрерывного ряда твёрдого раствора альбит (NaAlSi₃O₈) – анортит (CaAl₂Si₂O₈), объединяемого под названием «плагиоклаз».

Другие минералы, входящие в состав руды месторождения Файзабад, также были идентифицированы методом РФА. Для этого образцы предварительно измельчали до размера 0,1 мм, после чего проводили фазовый анализ.

Результаты и обсуждение

 Рентгенофазовый и дифференциально-термический анализы проводились с использованием усовершенствованных приборов: дифрактометра марки ДРОН-2 и дериватографа Q-1500 фирмы МОМ (система Паулика–Эрдей). Измерения осуществлялись в температурном диапазоне от комнатной температуры до 1000 °C. Скорость нагрева составляла 10 °C/мин с автоматической загрузкой образцов.

Рисунок 1. Рентгенограмма руды месторождения Файзабад

Рентгенофазовый анализ (РФА) проводился на всех этапах работы – от исходного сырья до конечных продуктов. Анализ осуществлялся последовательно, с учётом фазовых превращений, происходящих на каждом этапе термической обработки.

В таблице 1 представлен химический состав руды месторождения Файзабад (Таджикистан).

Таблица 1.

Химический составы руды месторождения Файзабад Таджикистана

Выводы. На основании рентгенофазового анализа (РФА) и дифференциально-термического анализа (ДТА), выполненных с использованием усовершенствованных приборов ДРОН-2 и дериватографа Q-1500, установлено, что руда месторождения Файзабад (Таджикистан) обладает сложной фазовой структурой. Основу минерального состава составляют оксиды кремния (SiO₂ – 87,3 мас. %), кальция (CaO – 9,71 %) и железа (Fe₂O₃ – 8,05 %), а также примеси алюминия (Al₂O₃ – 4,9 %), калия, титана, фосфора и магния. В сравнении с аналогичными силикатными рудами, исследованными в Индии, Турции и Китае, образцы из Файзабада характеризуются: на 10–15 % более высоким содержанием SiO₂, что делает их перспективными для кремниевой промышленности; Эти характеристики указывают на потенциал руды месторождения Файзабад как перспективного сырья для металлургии, силикатной и строительной отраслей.

Список литературы:

1. А.с. 126614 СССР, МПК⁶ С 01 F 7/38, С 01 В 33/24, С 01 D 13/00. Способ получения из щелочных алюмосиликатных пород окиси алюминия и щелочных продуктов М.Н. Смирнов, З.Г. Галкина // № 629099/22; заявл. 23.05.1959; опубл. 01.03.1960. Бюл. №5.
2. А.с. 1761671 СССР, МКИ С 01 F 7/26. Способ получения сульфата калия и глинозема из сыннырита  Ю.С. Сафрыгин [и др.]. № 4827152/2-6; заявл. 21.05.1990; опубл. 15.09.1992. Бюл. №34
3. Абрамов В.Я., Алексеев А.И., Бадальянц Х.А. Комплексная переработка нефелиноапатитового сырья.  – М.: Металлургия, 1990. – 392 с.
4. Каценеленбоген П.Д., Крочевский А., Смирнов М.И. Комплексное использование Кольского нефелинового концентрата // Легкие металлы. – 1957. – № 4. – С.37–43.
5. Китлер И.Н., Лайнер Ю.А. Нефелины – комплексное сырье алюминиевой промышленности. – М.: Металлургиздат, 1962. – 237 с.
6. Колосова Л.П., Аладышкина А.Е., Ушинская Л.А., Копылова Т.Н. Одновременное атомно-эмиссионное определение Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os, Au в пробирновакуумном концентрате // Журнал аналитической химии. – 1991. – Т. 46. – № 7. – С. 1386–1390.
7. Кузнецов А.П., Кукушкин Ю.Н., Макаров Д.Ф. // Тез. докл. IX Всесоюзного совещания по химии, анализу и технологии благородных металлов. – Красноярск, 1973.
8. Лайнер А.И., Еремин Н.И., Лайнер Ю.А., Певзнер И.З. Производство глинозема. – М.: Металлургия, 1978. – 394 с.
9. Манвелян М.Г., Наджарян А.К. О взаимодействии нефелинового сиенита с растворами едких щелочей при повышенных температурах // Химия и технология глинозема: сб. науч. трудов. – Новосибирск: Наука, 1971. – С.232–238.
10. Сизяков В.М. Некоторые направления развития и производства глинозема в России  // Цветные металлы. – 1995. – №2. – С.37–40.
11. Сизяков В.М. Способы комплексной       переработки алюмосиликатных пород для производства глинозема и других продуктов // Нефелиновое сырье: сб. науч. трудов. – М.: Наука, 1978. – С.168–172.
12. Сизяков В.М., Смирнов М.Н. О различной устойчивости гидрогранатов и трехкальциевого гидроалюмината в растворах едкого натра // Цветные металлы. – 1969. – № 10. – С.47–50.
13. Телятников Г.В. Об улучшении физико-химических свойств металлургического глинозема  // Труды ВАМИ: сб. науч. трудов СПб. – СПб: ВАМИ, 2001. – С.42–49.