Физико-химические основы разделения хлорида магния на основе комплексного разложения минерала карманинского серпентинита

1.

НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
САЛИМЖОНОВА ШАХНОЗА ХАЁТЖОН КИЗИ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ХЛОРИДА МАГНИЯ НА
ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ МИНЕРАЛА
КАРМАНИНСКОГО СЕРПЕНТИНИТА С СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ
70710101-«Химическая технология»
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание академической степени магистр
Научный руководитель: д.т.н., проф. Ф.Э.Умиров
Навои 2023 г.
1

2.

Актуальность и востребованность темы диссертации
Соединение содержащие магний, в Узбекистане не производятся,
но спрос на соединения, содержащие магний в нашей стране
очень высок. Для удовлетворения спроса на внутреннем рынке
соединения содержащие магний, импортируются это в свою
очередь влияет на цену готового продукта. Вещества содержащие
в составе магния используется во многих отраслях
промышленности например: для производства минерального
удобрения, производства вяжущих веществ и др.
2

3.

Целью исследования.
В результате переработки минерала серпентинита, содержащего магния,
получения соединении магния и изучения направлений их использования
осуществляется следующее:
- Изучение химического состава минерала серпентинита Карманинского
месторождения
- Изучение минералогического и элементарного состава минерала
серпентинита Карманинского месторождения в современно физико –
химического методом анализа
-Обработки минерала серпентинита с соляной кислотой в разных нормах и
концентрациях.
- Извлечения MgCl2 из состава раствора и осаждения ионов Fe, Al, Ni и др.
Объект и методы исследования.
Магний содержащий минерал серпентинит Карманинского месторождения
Навоийской области, Республики Узбекистан
3

4.

Рентгенограмма серпентинита Карманинского месторождения
4

5.

Дериватограмма Карманинского месторождения
5

6.

Минералогический состав Карманинского серпентинита
№
Минерал
1.
Антигорит
(Mg8[Si2O3](OH)4)
60,2
2.
Непуит
Ni3(Si2O5)(OH)4
20,4
3.
Франклинит
(Zn, Mn)Fe2O4
1,3
4.
Тальк
(Mg3Si4O10(OH)2)
15,2
5.
Магнезит
(MgCO3)
0,5
Формула
Содержания минералов масс, %
6

7.

Химический состав Карманинского серпентинита
Наименование
минерала
Серпентинита
Карманинского
месторождения
Состав компонентов, %
SiO2
СаО
Al2O3
Fe2O3
FеO
MnO
MgO
K2O
Na2O
СO3-2
п.п.
42,9
4,76
2,20
7,77
0,55
0,17
36,7
0,3
0,19
1,42
1,81
Состав осадков полученных из разложенного серпентинита Кармининского месторождения
соляной кислотой при различных нормах
Норма соляной
кислоты, %
SiO2
95
100
102,5
105
107,5
110
70,90
71,62
71,97
72,38
72,91
73,31
95
100
102,5
105
107,5
110
Содержание компонентов на сухую массу первого осадка масс, %
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
0,27
0,93
0,35
2,94
0,24
0,88
0,32
2,61
0,22
0,86
0,30
2,48
0,21
0,84
0,29
2,34
0,18
0,79
0,27
2,27
0,17
0,74
0,25
2,15
Содержание компонентов на сухую массу второго осадка масс, %
8,25
4,42
16,29
8,04
3,79
7,75
4,54
16,67
7,78
3,02
7,45
4,64
16,83
7,61
2,56
5,08
4,73
17,09
7,56
2,29
4,41
4,84
17,24
7,32
1,88
4,64
4,93
17,51
7,25
1,68
Сl-
п.п.
4,79
4,62
4,54
4,37
4,16
4,08
19,82
19,71
19,63
19,57
19,42
19,30
6,07
5,35
5,07
4,75
4,37
3,91
53,14
54,89
55,84
58,50
59,94 7
60,08

8.

Состав фильтрата разложенного серпентинита Карманинского месторождения соляной кислотой при различных
нормах
Содержание компонентов в фильтрате, вес. %
Норма соляной
кислоты,%
SiO2
Аl2O3
Fe2O3
СаO
MgO
Сl-
Конц.
р-ра.
Содержание компонентов на сухую массу третьего осадка, вес. %
95
-
0,038
0,23
0,057
7,51
17,94
74,225
100
-
0,032
0,20
0,087
7,62
18,02
74,041
102,5
-
0,025
0,18
0,097
7,68
18,11
73,908
105
-
0,019
0,17
0,11
7,74
18,17
73,791
107,5
-
0,012
0,14
0,22
7,76
18,24
73,628
110
-
0,005
0,13
0,43
7,81
18,29
73,335
8

9.

Степень перехода компонентов по осадкам из разложенного серпентинита Карманинского
месторождения соляной кислотой при различных нормах
Норма соляной
кислоты,
%
95
100
102,5
105
107,5
110
Степень перехода компонентов в первый осадок, вес. %
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
91,13
92,02
92,52
93,03
93,73
94,24
6,73
5,77
5,29
5,05
4,33
4,09
5,87
5,49
5,37
5,24
4,93
4,62
4,93
4,38
4,11
3,97
3,70
3,42
4,01
3,56
3,38
3,08
2,69
2,03
88,11
85,26
83,40
82,26
80,22
79,46
4,13
3,09
2,59
2,02
1,65
1,13
9,96
10,36
12,49
13,77
16,08
17,12
91,86
93,15
93,86
94,90
95,66
96,84
Степень перехода компонентов в второй осадок, вес. %
95
100
102,5
105
107,5
110
8,87
7,98
7,48
6,97
6,27
5,76
85,01
87,31
89,15
90,96
94,44
94,81
81,34
83,25
83,84
85,34
86,09
87,44
Степень перехода компонентов в фильтрат, вес. %
95
100
102,5
105
107,5
110
-
8,26
6,92
5,56
3,99
1,23
1,10
12,79
11,26
10,79
9,42
8,98
7,94
9

10.

Рентгенограмма MgCl2
10

11.

Результаты соляно кислотного разложения серпентинита в 100°С
Серпентинит Карманинского месторождения
С% HСl
5
10
15
Состав раствора
τ мин
ρ гр/см3
MgСl2,%
FeСl3, %
С, %
η
С, %
η
10
1,14
10,88
50,2
1,33
30,5
30
1,15
14,48
66,8
2,07
47,5
60
1,16
16,32
75,3
2,61
59,9
120
1,18
17,62
81,3
2,83
64,9
10
1,14
11,09
51,2
1,38
31,6
30
1,16
14,78
68,2
2,15
49,3
60
1,18
16,97
78,3
2,69
61,7
120
1,19
18,09
83,5
2,96
67,9
10
1,16
11,31
52,2
1,4
32,1
30
1,17
15,12
69,8
2,28
52,3
60
1,19
17,29
79,8
2,85
65,4
120
1,21
18,46
85,2
3,15
72,2
10
1,17
11,74
54,2
1,43
32,8

12.

Заключение
В результате проведённых исследований по диссертационной работе на тему «Физико-химические
основы разделения хлорида магния на основе комплексного разложения минерала карманинского
серпентинита с соляной» сделаны следующие заключения, имеющие теоретическую и практическую
значимость:
1. Определены химический, минералогический состав и свойства серпентинита Карманинского
месторождения с использованием современных химических, физических и физико-химических
методов анализа. Основными, сопутствующими минералами серпентинитов являются антигорит,
непуит, франклинит, тальк, магнезит и др. Установлена возможность использования вышеуказанных
серпентинитов для получения различных видов соединений магния и концентратов соединений
катионных элементов и кремния;
2. Изучены процессы переработки серпентинитов соляной кислотой. Определены оптимальные
условия влияния температуры в процессе разложения серпентинита соляной кислотой,
продолжительность реакции, концентрация и норма применения соляной кислоты, коэффициент
фильтрации и степени осаждаемость и твёрдой фазы в суспензии на различных этапах переработки
серпентинитов.

13.

Заключение
3. В качестве оптимальных условий процесса выбраны: норма расхода соляной
кислоты - 100% от стехиометрии, температура 95-100°С, концентрация HCl 1920%. При выбранных условиях продолжительность процесса можно принять
равной 120 минут. Состав раствора, полученного при оптимальных условиях на
основе серпентинита из Карманинского месторождения имел (вес. %): MgO – 7,74;
Fe2O3 – 0,17; A12O3 – 0,019; СаО – 0,11;Сl- – 18,17; концентрация MgO в растворе
составлял – 73,79%. Основной оксид MgO в растворе представлен в виде MgСl2,
что совпадает с удельной массой Mg и Сl-в растворе.
4. Состав полученного хлорида магния доказано современном физико-химическом
методом анализа, такие как ИК -спектроскопия, рентгенографическом анализом.