ISSN: 1814-3520(print)
ISSN: 2500-1590(online)
12+
Вестник Иркутского государственного технического университета
Поиск по сайту

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА РАВНОВЕСНЫЕ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ ПРИ ОБЖИГЕ ОТХОДОВ КОБАЛЬТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Молдурушку Маргарита Очур-ооловна , Чульдум Анатолий Федорович , Тас-оол Любовь Хертековна

2018 / Том 22, №9 (140) 2018 [ Металлургия и материаловедение ]

ЦЕЛЬ. Изучение влияния температуры на равновесные состояния системы при обжиге шихты шлам/Na2CO3. МЕТОДЫ. Скорость извлечения мышьяка и его выход определяли по изменению содержания мышьяка в исходных пробах шихты и кеках водного выщелачивания. Содержание мышьяка в пробах отвала и кеков определено рентгенофлуоресцентным методом. Исследование фазового состава отходов проведено на дифрактометре XRD-6000. Равновесный состав систем рассчитан в компьютерной программе HSC Chemistry 6.0. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Изучено изменение скорости извлечения мышьяка из отходов кобальтового производства в процессе обжига шихты в интервале температур 600-900°С. Показано, что скорость извлечения мышьяка в виде растворимого продукта Na3AsO4 максимальна при температуре 700-740°С. Отмечено влияние температуры на равновесный состав системы, в которой Na2CO3 реагирует с десятью малорастворимыми арсенатами: Са3(AsО4)2, AlAsO4, Mg3(AsО4)2, Ni3(AsО4)2, Сo3(AsО4)2, Fe3(AsО4)2, Pb3(AsО4)2, Zn3(AsО4)2, Сu3(AsО4)2, FeAsО4. В исследованных условиях при температурах выше 600°С химическое равновесие реакций у всех перечисленных арсенатов, за исключением арсената железа (III), сдвинуто в направлении выхода Na3AsO4, что обусловлено их эндотермическим тепловым эффектом (∆H>0). Вместе с тем глубина сдвига равновесия с ростом температуры ослабевает вследствие уменьшения значений ∆H. В случае взаимодействия FeAsО4 с Na2CO3 из-за выделения теплоты (реакция экзотермическая, ∆H<0) с ростом температуры усиливается сдвиг равновесия в направлении обратной реакции, т.е. расходования Na3AsO4. ВЫВОДЫ. Фазовый состав шлама в отвалах ранее работавшего комбината «Тувакобальт» представлен кальцитом, доломитом, кварцем, силикатами и малорастворимыми арсенатами. Последние в процессах обжига шихты из шлама и соды (соотношение 1:1) превращаются в водорастворимый Na3AsО4. Скорость извлечения мышьяка в виде арсената натрия возрастает в интервале температуры обжига 600-740°С. Наибольшая величина скорости извлечения мышьяка - 3,33 мг/мин, а максимальная степень его извлечения - 85% (со снижением содержания в шламе с ~4,0 до 0,7 масс. %), устанавливается при температуре 740°С.

Ключевые слова:

мышьяксодержащие отходы, обжиг шихты шлам/сода, кинетика процесса извлечения мышьяка, равновесный состав

Библиографический список:

  1. Копылов Н.И. Проблемы мышьяксодержащих отвалов. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2012. 182 с.
  2. Бортникова С.Б., Гаськова О.Л., Бессонова Е.П. Геохимия техногенных систем. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. 169 с.
  3. Mehmood A., Hayat R., Wasim M., Akhtar M.S. Mechanisms of arsenic adsorption in calcareous soils // J. agric. Boil. Sci. 2009. No. 1 (1). P. 59–65.
  4. Deutsch W.J., Pavish M. In siti arsenic remediation complicated by carbonate // Procedia Earth and Planetary Science. 2013. No. 7. P. 211–214.
  5. Набойченко С.С., Мамяченков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии: монография. Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 2004. 240 с.
  6. Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Мышьяк. Новосибирск: Изд-во Сибирского университета, 2004. 367 с.
  7. Исабаев С.М., Кузгибекова Х., Мильке Э.Г. Вывод мышьяка в нетоксичной сульфидной форме из медно-мышьяковых шламов // Комплексное использование минерального сырья. 1982. № 7. С. 74–76.
  8. Twidwell L.G., Plessas L.G., Comba P.G., Dahnke D.R. Removal of arsenic from wastewaters and stabilization of arsenic bearing waste solids: summary of experimental studies // Journal of Hasardous Materials. 1994. Vol. 36. P. 69–80.
  9. Лебедев В.И. Арсенидное кобальтовое месторождение Хову-Аксы: проблемы возрождения уникального кобальтового производства в Туве // Уникальные исследования XXI века. 2015. № 3 (3). С. 15–25.
  10. Копылов Н.И., Каминский Ю.Д., Очур-оол А.П. Комбинированный способ извлечения мышьяка из отвалов // Химическая технология. 2011. Т.13. № 8. С. 498–500.
  11. Молдурушку М.О. Влияние технологических параметров при извлечении мышьяка в раствор // Естественные и технические науки. 2014. № 4. С. 154–157.
  12. Молдурушку М.О., Чульдум А.Ф., Кара-Сал Б.К. Исследование процесса выщелачивания огарка с применением многофакторного эксперимента // Успехи современной науки. 2017. № 11. С. 49–53.
  13. Рогожников Д.А., Мамяченков С.В., Тропников Д.Л., Дизер О.А. Исследование равновесного распределения компонентов изучаемых систем при обжиге медно-цинкового сульфидного промпродукта // Вестник ИрГТУ. 2016. Т. 20. № 8. С. 154–160. DOI: 10.21285/1814-3520-2016-8-154-160
  14. Kopylov N.I., Solotchina E.P., Shoeva T.E. Behavior of Tuva clays mixtures with slime and cake of dearsenation from Khovu-Aksy dumps during roasting // Complex Use of Mineral Resources. 2017. No. 2. P. 65–71.

Файлы:

Язык
RuEn

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная
Количество скачиваний:7335