CC BY
31
7universum.com
№ 1 (58)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2019 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА НА РАЗЛОЖЕНИЕ ДОЛОМИТОВ ДЕХКАНАБАДСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Михлиев Ойбек Авлоёрович
преподаватель Каршинский инженерно-экономический института,
Узбекистан, г. Карши
Бобокулова Ойгул Соатовна
доцент Ташкентского химико-технологического института,
Узбекистан, г. Ташкент
Усманов Илхам Икрамович
ведущий научный сотрудник Ташкентского химико-технологического института,
Узбекистан, г. Ташкент
Мирзакулов Холтура Чориевич
профессор Ташкентского химико-технологического института,
Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
RESEARCHES INFLUENCE OF TEMPERATURE AND DURATION OF PROCESS ON DECOMPOSITION OF DOLOMITE OF THE DEHKANABAD DEPOSIT
Oybek Mikhliev
assistant, Karshi engineering economical institute
Uzbekistan, Karshi
Oygul Bobokulova
associate professor of Tashkent institute of chemical technology
Uzbekistan, Tashkent
Ilkham Usmanov
leading researcher of Tashkent institute of chemical technology,
Uzbekistan, Tashkent
Kholtura Mirzakulov
professor of Tashkent institute of chemical technology
Uzbekistan, Tashkent
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 Dehkana-bad deposits 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
Библиографическое описание: Исследование влияния 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
Ал UNIVERSUM:
№ 1 (58)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2018 г.
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, 68]. В результате получают гидроксид магния. Гид-роксид 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 азотно-кислотным разложением.
Объект и методы исследования. Для исследований использовали доломит, содержащий (масс. %): MgO - 13,57; CaO - 37,55; ТО2 - 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.
№ Т, °С Химический состав жидкой фазы, масс. %
Время, мин CaO MgO FeiOs AI2O3 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
Влияние температуры и продолжительности процесса разложения доломита на химический состав
жидкой фазы
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 Fe2Oз AЬOз
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 0,721,51% при 60°С.
Увеличение продолжительности процесса разложения приводит к снижению содержания оксида маг-
ния 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 Fe2Oз AЬOз
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. %
СаО МцО Fe2Oз ЛЬОз
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., %
СаО МцО Fe2Oз ЛЬОз
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. %
СаО МцО Fe2Oз ЛЬОз
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 азотно-
кислых 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.
