Experimental and theoretical bases of energy and resource efficient process of extraction of valuable component from natural matrix ores

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The material composition of nodule-type phosphorites is represented by the alpha-quartz ore rock of porous structure, phosphate matter with almost no pores, and admixture of layered aluminosilicates. As a result of sedimentary genesis of phosphate ores and matrix structure of alpha-quartz, its porous space is filled with the above components and their close mutual germination. The efficiency of known methods of phosphate ore beneficiation increases as the degree of their grinding increases and it is accompanied not only by the growth of energy consumption, but also by losses of fine fractions. The results of complex analysis of Bryansk phosphorite sample and, separated after completion of acid extraction of alpha-quartz, indicate the expediency of rational grinding of raw materials taking into account the technical characteristics of quartz sands used in the glass industry, which will provide energy and resource efficient processing. The revealed regularities of acid extraction of nodule-type phosphorite and mathematical processing of the data of the kinetic experiment indicate the possibility of using standard equipment of industrial schemes, with obtaining the main product – acid extract and the concomitant – alpha-quartz.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

I. Pochitalkina

Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Autor responsável pela correspondência
Email: pochitalkina@list.ru
Rússia, Moscow

P. Kekin

Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: pochitalkina@list.ru
Rússia, Moscow

O. Vinokurova

Mendeleev University of Chemical Technology of Russia

Email: pochitalkina@list.ru
Rússia, Moscow

V. Meshalkin

Mendeleev University of Chemical Technology of Russia; Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: pochitalkina@list.ru
Rússia, Moscow; Moscow

N. Kulov

N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: pochitalkina@list.ru
Rússia, Moscow

Bibliografia

  1. Meshalkin V.P., Dovi V.G., Bobkov V.I. et al. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering. Mendeleev Commun., 2021. № 31. Р. 593. doi: 10.1016/j.mencom.2021.09.003.
  2. Добрыднев С.В., Бесков В.С., Богач В.В., Почиталкина И.А. Ионометрическое изучение реакции кислотного вскрытия фосфорсодержащего сырья // Теорет. основы хим. технологии. 2001. Т. 35. № 3. С. 310.
  3. Dobrydnev S.V., Bogach V.V., Beskov V.S. Influence of surfactants on the rate of decomposition of apatites by mineral acids // Theor. Found. Chem. Eng. 2003. V. 37. № 4. P. 412.
  4. Обзор рынка кварцевого стекольного сырья в России / Исследовательская группа Инфомайн. М., 2013.
  5. Исаев В.А. Структурные примеси в кварце. Часть I. Обзор и анализ традиционных способов очистки кварца от структурных примесей // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 9. С. 11.
  6. ГОСТ 22551–77. Песок кварцевый, молотые песчаник, кварцит и жильный кварц для стекольной промышленности. Технические условия / Госстандарт СССР. Введ. 1979–01–01. М.: Изд-во стандартов, 1997.
  7. Левин Б.В., Давыденко В.В., Сущев С.В., Ракчеева Л.В., Кузьмичева Т.Н. Актуальность и практические шаги по вовлечению низкосортного фосфатного сырья в переработку на сложные удобрения // Химическая промышленность сегодня. 2006. № 11. С. 11.
  8. Терещенко С.В., Марчевская В.В. и др. Исследования по приоритетным направлениям переработки минерального сырья // Горный информ.-аналит. бюлл. 2015. № 6. С. 105.
  9. Брыляков Ю.Е., Гершенкоп А.Ш., Лыгач В.Н. Современное состояние и основные направления развития технологии глубокой и комплексной переработки фосфорсодержащих руд / Горный журнал. 2007. № 2. С. 30.
  10. Об утверждении Стратегии развития минерально-сырьевой базы Российской Федерации до 2035 года: Распоряжение Правительства Российской Федерации от 22 декабря 2018 г. № 2914-р [Электронный ресурс] // Кодекс: электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. http://docs.cntd.ru/document (дата обращения 14.06.2021).
  11. Непряхин А.Е., Беляев Е.В., Карпова М.И., Лужбина И.В. Фосфоритовая составляющая МСБ России в свете новых технологических возможностей // Георесурсы. 2015. № 4. С. 67.
  12. Чантурия В.А., Вайсберг Л.А., Козлов А.П. Приоритетные исследования в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 2(350). С. 3.
  13. Государственный доклад “О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 году” / Минприроды РФ; М.: 2019.
  14. Киселев Е.А. Государственный доклад “О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2019 году”. М. 2020.
  15. Можейко Ф.Ф., Поткина Т.Н. и др. Комбинированные методы получения высококачественного фосфатного концентрата и кондиционной фосфоритной муки при обогащении желваковых фосфоритов // Труды БГТУ. Химия и технол. неорг. в-в. 2015. № 3. С. 41.
  16. Георгиевский А.Ф., Бугина В.М. Современное состояние и перспективы развития фосфатно-сырьевой базы России // Вестник РУДН. Серия: Инженерные исследования. 2020. Т. 21. № 3. С. 197.
  17. ГОСТ 20851.2–75. Удобрения минеральные. Методы определения фосфатов / Госстандарт СССР. М.: Изд-во стандартов, 1997. С. 39.
  18. Петропавловский И.А., Беспалов А.В. Кинетика кислотного растворения высокореактивных природных фосфатов // Теорет. основы хим. технологии. 1988. Т. 22. № 3. С. 397.
  19. Петропавловский И.А., Почиталкина И.А., Киселев В.Г., Свешникова Л.А. Оценка возможности обогащения и химической переработки некондиционного фосфатного сырья на основе исследования химического и минералогического состава // Хим. пром-сть сегодня. 2012. № 4. С. 5.
  20. Почиталкина И.А., Филенко И.А., Петропавловский И.А., Кондаков Д.Ф. Влияние температуры на кинетику азотнокислотного разложения высокореактивного фосфатного сырья // Химическая промышленность сегодня. 2016. № 9. С. 15.
  21. Почиталкина И.А., Кондаков Д.Ф., Винокурова О.В. Поведение примесей фосфорита Полпинского месторождения в процессе кислотной экстракции // Журн. неорг. химии. 2018. Т. 63. № 5. С. 1.
  22. Почиталкина И.А., Кондаков Д.Ф., Винокурова О.В. Влияние физико-механических факторов на текстурные характеристики высококремнистого фосфорита // Неорг. материалы. 2019. Т. 55. № 8. С. 841.
  23. Марчевская В.В., Корнеева У.В. Корреляционные связи между компонентами вещественного состава в апатит-нефелиновых рудах Хибинского массива (Кольский полуостров) // Вестник МГТУ. 2020. Т. 23. № 2. С. 173.
  24. Pochitalkina I.A., Vinokurova O.V. Structural-crystallographic and morphological properties of silicon composition of phosphate ore // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019. V. 525. P. 012008. doi: 10.1088/1757-899X/525/1/012008.
  25. Химическая энциклопедия: Т. 2. М.: Сов. энцикл., 1990.
  26. Карнаухов А. П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов / Новосибирск : Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999.
  27. Soussi-Baatout A., Brahim Kh., Khattech I., Kamoun L., Jemal M. Thermochemical and kinetic investigations of the phosphoric attack of Tunisian phosphate ore // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2018. № 131. Р. 3121.
  28. Hartley T.N., Macdonald A.J., McGrath S.P., Zhao F.-J. Historical arsenic contamination of soil due to long-term phosphate fertiliser applications // Environmental Pollution. 2013. № 180. Р. 259.
  29. Nasri K., Chtara C., Hassen C., Fiallo M., Sharrock P., Nzihou A., El Feki H. Recrystallization of industrial triple super phosphate powder // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2014. V. 53. № 37. Р. 14446.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Variants of the expected structural elements of the PF particle.

Baixar (59KB)
Metadados
3. Fig. 2. Kinetic dependence of the calculated surface area of the solid phase during the interaction of the phosphorite sample and acid.

Baixar (51KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025