Кинетика выщелачивания кремнезема гидрофторидом аммония из железорудных хвостов обогащения

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Отходы обогащения железной руды с высоким содержанием кремнезема (более 50% SiO2) складируются в огромных количествах в отвалах, оказывая негативное влияние на экологию и экономику производства. В работе предложено гидрохимическое обескремнивание хвостов мокрой магнитной сепарации титаномагнетитов, обеспечивающее получение чистого аморфного кремнезема при переработке отходов с регенерацией реагента – гидрофторида аммония NH4HF2. Выщелачиванием 10%-м раствором NH4HF2 в выбранных условиях степень извлечения SiO2 достигала 45%. Анализ экспериментальных данных с применением ряда распространенных кинетических уравнений показал смешанный режим течения процесса выщелачивания кремнезема в интервале температур 313–363 K, для которого лимитирование химической реакции растворения SiO2 одновременно сдерживается диффузионными процессами на границе раздела фаз. Обновление поверхности частиц сырья в модели “сжимающегося ядра” путем перемешивания для отвода продуктов протекающих реакций фторирования положительно сказывается на эффективности процесса.

作者简介

И. Медянкина

Институт химии твердого тела УрО РАН

编辑信件的主要联系方式.
Email: lysira90@mail.ru
俄罗斯联邦, Екатеринбург

Л. Пасечник

Институт химии твердого тела УрО РАН

Email: lysira90@mail.ru
俄罗斯联邦, Екатеринбург

参考

  1. Meshalkin V.P., Bobkov V.I., Dli M.I., Fedulov A.S., Shinkevich A.I. Computer-assisted decision-making system of optimal control over the energy and resource efficiency of a chemical energotechnological system for processing apatite–nepheline ore wastes // Theor. Found. Chem. Eng. 2021. V. 55. № 1. P. 62 [Мешалкин В.П., Бобков В.И., Дли М.И., Федулов А.С., Шинкевич А.И. Компьютеризированная система принятия решений по оптимальному управлению энергоресурсоэффективностью химико-энерготехнологической системы переработки отходов апатит-нефелиновых руд // Теорет. основы хим. технологии. 2021. Т. 55. № 1. С. 67].
  2. Kinnunen P.H.M., Kaksonen A.H. Towards circular economy in mining: Opportunities and bottlenecks for tailings valorization // J. Clean. Prod. 2019. V. 228. P. 153.
  3. Li Y., Li S., Zhao X., Pan X., Guo P. Separation and purification of high–purity quartz from high-silicon iron ore tailing: An innovative strategy for comprehensive utilization of tailings resources // Process Saf. Environ. Prot. 2023. V. 169. P. 142.
  4. Fall M., Celestin J.C., Pokharel M., Toure M. A contribution to understanding the effects of curing temperature on the mechanical properties of mine cemented tailings backfill // Eng. Geol. 2010. V. 114. № . 3. P. 397.
  5. Young G., Yang M. Preparation and characterization of Portland cement clinker from iron ore tailings // Constr. Build. Mater. 2019. V. 197. P. 152.
  6. Li W.S., Lei G.Y., Xu Y., Huang Q.F. The properties and formation mechanisms of eco–friendly brick building materials fabricated from low – silicon iron ore tailings // J. Clean Prod. 2018. V. 204. P. 685.
  7. Borges P.H.R., Ramos F.C.R., Caetano T.R., Panzerra T.H., Santos H. Reuse of iron ore tailings in the production of geopolymer mortars // Rev. Esc. Minas. 2019. V. 72. P. 581.
  8. Silva F.L., Araujo F.G.S., Teixeira M.P., Gomes R.C., Kruger F.L. Study of the recovery and recycling of tailings from the concentration of iron ore for the production of ceramic // Ceram. Int. 2014. V. 40. № 10. P. 16085.
  9. Zhang X., Han Y., Sun Y., Lv Y., Li Y., Tang Z. A novel method for iron recovery from iron ore tailings with pre–concentration followed by magnetization roasting and magnetic separation // Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 2020. V. 41. № 2. P. 117.
  10. Yang G., Deng Y., Wang J. Non-hydrothermal synthesis and characterization of MCM-41 mesoporous materials from iron ore tailing // Ceram. Int. 2014. V. 40. № 5. P. 7401.
  11. Svetlakova K.I., Mediankina I.S., Pasechnik L.A., Buldakova L. Yu., Yanchenko M. Yu. Synthesis and photocatalytic activity of the Co-containing materials based on amorphous SiO2 // Mendeleev Commun. 2023. V. 33. № 2. P. 269.
  12. Li Y., Li S., Zhao X., Pan X., Guo P. Separation and purification of high-purity quartz from high-silicon iron ore tailing: An innovative strategy for comprehensive utilization of tailings resources // Process Saf. Environ Prot. 2023. V. 169. P. 142.
  13. Щербакова Т.И., Васенева И.Н. Способ получения биогенного кремнезема // Теорет. основы хим. технологии. 2020. Т. 54. № 2. С. 185. [Shcherbakova T.P., Vaseneva I.N. A Biogenic Silica Synthesis Method // Theor. Found. Chem. Eng. 2020. V. 54. № 2. P. 297.]
  14. Li G.H., Rao M.J., Li Q., Peng Z.W., Jiang T. Extraction of cobalt from laterite ores by citric acid in presence of ammonium bifluoride // Trans. Nonferrous Met. Soc. Chin. 2010. V. 20. P. 1517.
  15. Kemp D., Cilliers A.C. Fluorination of rare earth, thorium, and uranium oxides and phosphates from monazite: a theoretical approach // Adv. Mater. Res. 2014. V. 1019. P. 439.
  16. Smorokov A., Kantaev A., Bryankin D., Miklashevich A., Kamarou M., Romanovski V. A novel low-energy approach to leucoxene concentrate desiliconization by ammonium bifluoride solutions // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2023. V. 98. № 36. P. 726.
  17. Laptash N., Maslennikova I. Hydrofluoride decomposition of natural materials including zirconium-containing minerals // IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2016. V. 112. P. 012024.
  18. Медянкина И.С., Пасечник Л.А., Сабирзянов Н.А. Особенности фторирования гематита в составе красного шлама // Перспективные материалы. 2016. № 4. С. 67.
  19. Smorokov A., Kantaev A., Bryankin D., Miklashevich A., Kamarou M., Romanovski V. A novel low-energy approach to leucoxene concentrate desiliconization by ammonium bifluoride solutions // J. Chem. Technol. Biotechnol. 2023. V. 98. № 3. P. 726.
  20. Andreev A.A., Diachenko A.N. Conditions for the production of pigmentary titanium dioxide of rutile and anatase modifications by ilmenite processing with ammonium fluoride // Theor. Found. Chem. Eng. 2009. V. 43. № . P. 707.
  21. Островский Г.М., Лаптева Т.В., Зиятдинов Н.Н. Проектирование оптимальных химико-технологических систем в условиях неопределенности // Теорет. основы хим. технологии. 2014. Т. 48. № 5. С. 527. [Ostrovsky G.M., Lapteva T.V., Ziyatdinov N.N. Optimal design of chemical processes under uncertainty // Theor. Found. Chem. Eng. 2014. V. 48. № 5. P. 583.]
  22. Medyankina I.S., Pasechnik L.A. Hydrofluoride processing of tailings from wet magnetic separation of titanomagnetite to obtain amorphous silicon dioxide // ChemChemTech. 2023. V. 66. № 2. P. 70.
  23. Levenspiel O. Chemical Reaction Engineering. NY: John Wiley & Sons Inc., 1999.
  24. Liu Z.X., Yin Z.L., Xiong S.F., Chen Y.G., Chen Q.Y. Leaching and kinetic modeling of calcareous bornite in ammonia ammonium sulfate solution with sodium persulfate // Hydrometallurgy. 2014. V. 144–145. P. 86.
  25. Dickinson C.F., Heal G.R. Solid–liquid diffusion controlled rate equations // Thermochim. Acta. 1999. V. 340–341. P. 89.
  26. Мурашевич А.Н. Исследование и разработка способа получения белой сажи из кремнезема. Дис. … канд. хим. наук. Минск: Белорусский технол. ин-т им. С.М. Кирова, 1978.

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

##common.cookie##