Солянокислотное разложение спёка, полученного после совместного спекания исходной боросиликатной руды и её концентрата с хлоридом натрия

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН _2018, том 61, №2_

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

УДК 521.633-546.273

А.С.Курбонов, А.М.Баротов, Ж.А.Мисратов, Ф.А.Назаров, академик АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидов

СОЛЯНОКИСЛОТНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ СПЁКА, ПОЛУЧЕННОГО ПОСЛЕ СОВМЕСТНОГО СПЕКАНИЯ ИСХОДНОЙ БОРОСИЛИКАТНОЙ РУДЫ И ЕЁ КОНЦЕНТРАТА С ХЛОРИДОМ НАТРИЯ

Агентство по ядерной и радиационной безопасности АН Республики Таджикистан

Представлены результаты исследований солянокислотного разложения спёка исходной бо-росиликатной руды и её концентрата с хлоридом натрия. Определены оптимальные условия солянокислотного разложения спёка, полученного при совместном спекании боросиликатной руды с хлоридом натрия.

Ключевые слова: концентрат, боросиликатная руда, переработка, спекание, разложение, извлечение.

В работах [1-5] изучено кислотное разложение боросиликатного сырья. Для переработки боросиликатной руды непосредственное применение кислот ограничено вследствие трудностей извлечения составных полезных компонентов сырья, из-за малой растворимости в минеральных кислотах минералов, входящих в состав боросиликатной руды. Трудности можно устранить предварительным активированием перерабатываемого сырья с последующей его кислотной обработкой.

В настоящей работе рассмотрен вопрос активации боросиликатных руд хлоридом натрия с последующей солянокислотной обработкой.

Перед разложением смесь борного сырья и хлорида натрия подвергали термической обработке при 800-850°С в течение 60 мин.

Для разложения спёка, получаемого при совместном спекании боросиликатной руды и №С1, использовали 20% соляную кислоту.

Результаты исследования влияние различных физико-химических факторов на процесс соля-нокислотной обработки спёка, полученного при спекании исходной боросиликатной руды и хлорида натрия, приведены на рис.1.

Адрес для корреспонденции: Курбанов Амиршо Сохибназарович. 734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 299/2, Институт химии АН РТ. E-mail: amirsho_77@mail.ru

100 90

/ 80 £70

с бо

а

20 10

20 30 40 50 60 70 80 90 Т*ма*ратдо *С

100 90 * 80 70 60 50

!«р

i 30

<J

20 10

IS 30 45 60 75 90 Прололжггелъвость проаесса, май

100 90 /80 70 60 50

н

гзо

о

20 10

40

О 5 10 1$ 20 25 30 36 Конпентраохя HCl, Н

Рис.1. Зависимости степени извлечения оксидов из состава спёка исходной боросиликатной руды и NaCl от: а) температуры; б) продолжительности процесса; в) концентрации HCl (1 - B2O3; 2 - Al2O3; 3 - СаО; 4 - Fe2O3).

Влияние температуры. Изучено влияние температуры на ход реакции от 20 до 90°С. Установлено, что спёк начинает вскрываться уже при комнатной температуре. Спёк обрабатывали 20% соляной кислотой в течение 60 мин. С ростом температуры степень извлечения компонентов постепенно возрастает и в интервале 20-90°С составляет (в %): B2O3 - 23.9-82.7; Fe2O3 - 35.7-91.5; Al2O3 -27.4-84.1 и СаО - 30.2-86.8 (рис.1а).

Влияние длительности процесса. Изучение зависимости степени извлечения компонентов при вскрытии спёка от продолжительности процесса проводили при 90°С и концентрации кислоты 20%. Влияние продолжительности процесса на ход реакции изучали в интервале от 15 до 90 мин. Результаты проведённых опытов показали, что уже после 15 мин с момента взаимодействия с HCl извлечения оксидов достигает (в %): B2O3 - 35.5; FeA - 48.3; Al2O3 - 39.4 и СаО - 43.6 (рис.1б).

При увеличении времени кислотной обработки до 60 мин степень извлечения всех компонентов увеличивается и достигает максимального значения (в %): B2O3 - 82.6; Fe2O3 - 91.3; Al2O3 - 84.1 и СаО - 86.7.

Дальнейшее увеличение длительности процесса до 90 мин не привело к увеличению степени разложения оксидов.

Влияние концентрации соляной кислоты. Результаты исследования влияния концентрации соляной кислоты на процесс разложения спёка исходной боросиликатной руды и хлорида натрия приведены на рис.1в. Концентрация соляной кислоты изменялась от 5 до 35%. С ростом концентрации соляной кислоты от 5-20% степень извлечения оксидов возрастает, составляя (в%): В203 - 25.6-82.1; Fe2Oз - 37.8-91.7; АЬОз - 28.7-84.2 и СаО - 32.6-86.3.

Выявлено, что оптимальной концентрацией соляной кислоты, вводимой в реакционную массу, является 17-20%. Из рис.1в видно, что дальнейшее увеличение концентрации соляной кислоты вызывает излом кривых вниз. С ростом концентрации соляной кислоты от 20 до 35% извлечение оксидов в раствор начинает снижаться вследствие уменьшения отношения Ж:Т и увеличения вязкости пульпы.

Результаты исследования солянокислотного разложения спёка, полученного после спекания концентрата боросиликатной руды и хлорида натрия, приведены на рис.2. Изучалась зависимость степени извлечения оксидов В203, Fe2O3 , А1203 и СаО из состава спёка от температуры, продолжительности процесса и концентрации кислоты.

100

90

• 80

1

3 - 70

г Л 60

3 а 50

Л

* 5 40

а

i * 30

О

20

10

20 30 40 SO 60 70 Трчперлгурл 'С

80 90

100 90 80

в 70 5

I 60 : so

i 40 в

С> о 20 10

15 30 45 60 75 90 Продолжительность процесса, мин

100

90

• я 80

Я

ж к 70

г о 60

2 в 50

А В • 40

Б

» И 30

<J

20

10

0 5 10 15 20 25 30 35 40 Концентрация HCl, Ч

Рис.2. Зависимости степени извлечения оксидов из состава спёка концентрата боросиликатной руды и NaCl от: а) температуры; б) продолжительности процесса; в) концентрации HCl (1 - B2O3; 2 - Al2O3; 3 - СаО; 4 - Fe2O3).

Влияние температуры. Изучено влияние температуры на степень извлечения оксидов от 30 до 90°С (рис.2а). Установлено, что с ростом температуры степень извлечения компонентов в раствор возрастает и при 90°С составляет (в %): B2O3 - 90.2; FeÄ- 97.4; Al2O3- 92.2 и СаО - 94.5.

Степень извлечения оксидов с дальнейшим повышением температуры до 100°С начинает снижаться.

Влияние длительности процесса. Результаты изучения зависимости степени извлечения компонентов от продолжительности процесса обработки 20% соляной кислотой при 90°С показаны на рис.2б, из которого видно, что при увеличении времени кислотной обработки до 60 мин степень извлечения всех компонентов увеличивается и достигает максимального значения (в %): B2O3 - 91.1; Al2O3 - 92.6; Fe2O3 - 97.9 и СаО - 94.6. Дальнейшее увеличение длительности процесса не привело к увеличению степени разложения оксидов.

Влияние концентрации соляной кислоты. Результаты исследования влияния концентрации соляной кислоты показывают, что увеличение концентрации кислоты от 5 до 20% существенно изменяют степень вскрытия руды (рис.2в). Выявлено, что оптимальной концентрацией кислоты, вводимой в реакционную массу, является ~20%, при этом степень извлечения компонентов достигает максимального значения (в %): B2O3 - 90.2; Al2O3 - 92.2; Fe2O3 - 97.7 и СаО - 94.5. Дальнейшее увеличение концентрации соляной кислоты не приводит к существенному изменению степени извлечения компонентов.

Размер частиц в реакционной смеси не должен превышать 0.1-0.3 мм. Выявлено, что руда, измельченная выше 0.3 мм, плохо вскрывается, особенно ее алюминий- и железосодержащая часть.

На основании выполненных исследований определены следующие оптимальные условия процесса солянокислотной обработки спёка боросиликатной руды и NaCl: температура спекания -800-850°С, температура кислотного разложения - 90°С; длительность процесса - 60 мин; концентрация кислоты - 20%.

Поступило 25.12.2017 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ткачев К.В., Плышевский Ю.С. Технология неорганических соединений бора. - Л.: Химия, 1983, 208 с.

2. Бораты народному хозяйству. - Сб. науч. трудов. / Под ред. Г.К.Годе. - Рига, 1982, 135 с.

3. Усмонова У.Х., Маматов Э.Д., Мирсаидов У.М. Получение борной кислоты - материала для защиты от нейтронов из данбурита соляной кислотой. - ДАН РТ, 2012, т.55, №5, с.378-381.

4. Ашуров Н.А., Маматов Э.Д., Курбанов А.С., Ятимов П., Мирсаидов У.М. Сернокислотное разложение данбурита. - ДАН РТ, 2008, т.51, №6, с.432-435.

5. Курбанов А.С., Маматов Э.Д., Машаллах Сулеймани Б.А., Мирсаидов У.М.. Разложение исходного данбурита азотной кислотой. - ДАН РТ, 2010, т.52, №12, с.865-869.

А.С.^урбонов, А.М.Баротов, Ч,.А.Мисратов, Ф.А.Назаров, У.М.Мирсаидов

ТАЧ,ЗИЯИ КИСЛОТАИ ГИДРОГЕНХЛОРИДИИ ПУХТАЕ, КИ ДАР НАТИ^АИ ЯК^ОЯ ПУХТАНИ МАЪДАНИ БОРОСИЛИКАТИИ АВВАЛА ВА КОНСЕНТРАТИ ОН БО ХЛОРИДИ НАТРИЙ БА ДАСТ ОВАРДА

ШУДААСТ

Агентии амнияти ядрой ва радиатсионии Академияи илм^ои Цум^урии Тоцикистон

Натичадои тадкики тачзияи кислотаи гидрогенхлоридии пухтаи маъдани боросиликатии аввала ва консентрати он бо хлориди натрий оварда шудаанд. Шароитдои мусоидаттарини тачзияи кислотаи гидрогенхлоридии пухтае, ки дангоми якчоя пухтани маъдандои боросиликатй бо хлориди натрий ба даст оварда шудааст, муайян карда шудаанд. Калима^ои калидй: консентрат, маъдани боросиликатй, коркард, пухтан, тацзия, ихроц.

A.S.Kurbonov, A.M.Barotov, Zh.A.Misratov, F.A.Nazarov, U.М.Mirsaidov HYDROCHLORIC ACID DECOMPOSITION OF THE SINTER OBTAINED AFTER THE JOINT SINTERING OF THE INITIAL BOROSILICATE ORE AND ITS CONCENTRATION WITH SODIUM CHLORIDE

Nuclear and Radiation Safety AgencyfAcademy of Sciences of the Republic of Tajikistan

The results of studies of the hydrochloric acid decomposition of the sinter of the initial borosilicate ore and its concentrate with sodium chloride are presented. The optimal conditions for the hydrochloric acid decomposition of the sinter obtained during the joint sintering of borosilicate ore with sodium chloride are determined.

Key words: concentrate, borosilicate ore, processing, sintering, decomposition, extraction.