Термодинамическое моделирование условий фазообразования в системе CuO–CO2–H2O–NH3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом термодинамического моделирования исследовано фазообразование в системе CuO–CO2–H2O–NH3 в интервале температур 25–100°С при р = 0.1 МПа и концентрации аммиака 0, 0.01 и 2.0 моль/кг. Определены поля стабильности тенорита [CuO], малахита [Cu2CO3(OH)2] и азурита [Cu3(CO3)2(OH)2], рассчитаны составы равновесных с твердыми фазами растворов. Показано влияние температуры и концентрации аммиака на изменение фазовых соотношений в системе. Установлено, что при взаимодействии тенорита, малахита и азурита с растворами аммиака 1.0–3.0 моль/кг содержание меди в растворе возрастает с увеличением концентрации аммиака и уменьшается при повышении температуры. Представленные результаты являются основой для понимания механизма минералообразования в водных медно-карбонатных системах, а также для решения ряда экологических проблем и разработки технологических процессов аммиачного выщелачивания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. М. Бубликова

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: tmb@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка, 142432

Т. В. Сеткова

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Email: tmb@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка, 142432

В. С. Балицкий

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Email: tmb@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка, 142432

Список литературы

  1. Смирнов С.С. Зона окисления сульфидных месторождений. Л.: Изд-во АН СССР, 1955. 231 с.
  2. Preis W., Gamsjäger H. // J. Chem. Thermodyn. 2002. V. 34. P. 631. http://dx.doi.org/10.1006/jcht.2002.0928
  3. Schindler P., Reinert M., Gamsjäger H. // Helv. Chim. Acta. 1968. V. 51. P. 1845. https://doi.org/10.1002/hlca.19680510805
  4. Symes J.L., Kester D.R. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1984. V. 48. P. 2219. https://doi.org/10.1016/0016-7037(84)90218-7
  5. Puigdomenech I., Taxén C. Thermodynamic data for copper. Implications for the corrosion of copper under repository conditions. Technical Report SKB-TR-00-13. Stockholm, 2000. 96 p.
  6. Орехова Н.Н., Шадрунова И.В. Образование и комплексная переработка природно-техногенных вод при эксплуатации медно-цинково-колчеданных месторождений. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. 185 c.
  7. Обзор зарубежных практик захоронения ОЯТ и РАО / Под ред. Линге И.И., Полякова Ю.Д. М.: Изд-во Комтехпринт, 2015. 208 c.
  8. Arzutug M.E., Kocakerim M.M., Copur M. // Ind. Eng. Chem. Res. 2004. № 43. P. 4118. https://doi.org/10.1021/ie0342558
  9. Wang Xi, Chen Qiyuan, Huiping Hu et al. // Hydrometallurgy. 2009. № 99. P. 231. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2009.08.011
  10. Radmehr V., Koleni S.M.J., Khalesi M.R. et al. // J. Inst. Eng. India Ser. D. 2014. V. 94. P. 95. https://doi.org/10.1007/s40033-013-0029-x
  11. Aracena A., Vivar Y., Jerez O., Vásquez D. // Miner. Process. Extr. Metall. Rev. 2015. V. 36. P. 317. https://doi.org/10.1080/08827508.2015.1004404
  12. Aracena A., Pino J., Jerez O. // Metals. 2020. № 10. P. 833. https://doi.org/10.3390/met10060833
  13. Turan M.D., Ramazan O., Turan M. et al. // Mining, Metallurgy & Exploration. 2020. V. 37. P. 1349. https://doi.org/10.1007/s42461-020-00241-6
  14. Velásquez-Yévenes L., Ram R. // Cleaner Eng. Technol. 2022. V. 9. P. 100515. https://doi.org/10.1016/j.clet.2022.100515
  15. Panayotova М., Panayotov V. // J. Scient. Appl. Res. 2017. V. 11. P. 10.
  16. Shvarov Yu.V., Bastrakov E. HCh: a Software Package for Geochemical Equilibrium Modeling: User’s Guide (AGSO RECORD 1999/y). Canberra: Austr. Geol. Surv. Organisation; Dept. Industry, Science and Resources. 1999. 57 p.
  17. Русанов А.И. // Журн. общ. химии. 2022. Т. 92. № 4. С. 497. https://doi.org/10.31857/S0044460X22040011
  18. Рыженко Б.Н. Термодинамика равновесий в гидротермальных растворах. М.: Наука, 1981. 191 c.
  19. Helgeson H.C., Kirkham D.H., Flowers G.C. // Am. J. Sci. 1981. № 281. P. 1249. https://doi.org/10.2475/ajs.281.10.1249
  20. Бубликова Т.М., Балицкий В.С., Тимохина И.В. Синтез и основные свойства ювелирно-поделочного малахита. Синтез минералов. Т. 1. Александров, 2000. 662 c.
  21. Рыбникова Л.С., Рыбников П.А., Тютков О.В. // Водное хозяйство России. 2014. № 6. С. 77.
  22. Nienhuis J., Robbiola L., Giuliani R. et al. // e-Preservation Sci. 2016. V. 13. P. 23.
  23. Lytle D.A., Wahman D., Schock M.R. et al. // Chem. Eng. J. 2019. V. 355. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.106
  24. Кочкин Б.Т., Мальковский В.И., Юдинцев С.В. Научные основы оценки безопасности геологической изоляции долгоживущих радиоактивных отходов (Енисейский проект). М.: ИГЕМ РАН, 2017. 384 c.
  25. Suzuki Y., Hisamatsu Y. // Corros. Sci. 1981. V. 21. P. 353.
  26. Зуев В.А., Букаты М.Б., Хафизов Р.Р. // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2008. № 6. С. 531.
  27. Cole J.J., Prairie Y.T. // Reference Module Earth Systems Environ. Sci. 2014. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-409548-9.09399-4
  28. Алексеева О.В., Смирнова Д.Н., Носков А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 8. С. 1021. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600299
  29. Künkül A., Kocakerim M.M., Yapici S. et al. // Int. J. Miner. Process. 1994. V. 41. P. 167. https://doi.org/10.1016/0301-7516(94)90026-4
  30. Рудской А.И., Кузнецов Н.Т., Иванов В.К. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 5. С. 694. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600068

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Приложение
Скачать (23KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Изотермические диаграммы растворимости соединений системы CuO–CO2–H2O: t = 25, 50, 75, 100°С; р = 0.1 МПа; Tnr – тенорит, Mlc – малахит, Azu – азурит; 1 – парциальное давление СО2 в атмосферных условиях; 2 – содержание СО2 в дождевой воде [1].

Скачать (175KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Концентрация частиц меди в растворе, находящемся в равновесии с твердыми фазами системы CuO–CO2–H2O, в зависимости от pH; t = 25 (а), 100°С (б); р = 0.1 МПа.

Скачать (192KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Изотермические диаграммы растворимости соединений системы CuO–CO2–H2O–NH3: СNH3 = 0.01 моль/кг; t = 25 (а), 100°С (б); р = 0.1 МПа.

Скачать (110KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Концентрация водных частиц и комплексов меди в растворе, находящемся в равновесии с твердыми фазами системы CuO–CO2–H2O–NH3, в зависимости от pH. СNH3 = 0.01 моль/кг; t = 25 (а), 100°С (б); р = 0.1 МПа.

Скачать (269KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Зависимость концентрации меди в растворе от температуры при растворении тенорита (Tnr) и малахита (Mlc) в растворе 0.01 m NH3.

Скачать (46KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Соотношение твердых фаз в процессе инконгруэнтного растворения малахита (Mlc) в растворе 0.01 m NH3.

Скачать (39KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Изотермические диаграммы растворимости соединений системы CuO–CO2–H2O–NH3. СNH3 = 2.0 моль/кг; t = 25 (а), 100°С (б); р = 0.1 МПа.

Скачать (105KB)
Метаданные
10. Рис. 8. Концентрация водных частиц и комплексов меди в растворе, находящемся в равновесии с твердыми фазами системы CuO–CO2–H2O–NH3, в зависимости от pH. СNH3 = 2.0 моль/кг; t = 25 (а), 100°С (б); р = 0.1 МПа.

Скачать (237KB)
Метаданные
11. Рис. 9. Зависимость концентрации меди в растворе от температуры при растворении: а – тенорита, б – малахита, в – азурита в растворах 1.0 (1), 2.0 (2), 3.0 m NH3 (3). Черные треугольники на рис. 9б – экспериментальные данные работы [9].

Скачать (166KB)
Метаданные
12. Рис. 10. Соотношение твердых фаз в процессе инконгруэнтного растворения: а – малахита (Mlc); б – азурита (Azu) в растворах 1.0 (1), 2.0 (2), 3.0 m NH3 (3).

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».