канд. хим. наук, доцент кафедры «Ресурсосберегающие и энергосберегающие технологии»
734003, г. Душанбе, ул. Назаршоева, 7
Cand. Sci. (Chem.), associate prof. of the Department «Resource saving and energy saving technologies»
734003, Dushanbe, Nazarshoeva str., 7
рук-ль центра управления международными проектами и аккредитацией
735320, г. Дангара, ул. Маркази, 25
head of the Department of international projects and accreditation
735320, Dangara, Markazi str., 25
докт. техн. наук, профессор кафедры «Технологии химического производства»
734042, г. Душанбе, ул. акад. Раджабова, 10
Dr. Sci. (Eng.), prof. of the Department «Chemistry technology»
734042, Dushanbe, Аcad. Rajabov str., 10
Приведены характеристики галенитсодержащего концентрата Кони Мансур (Респ. Таджикистан) и результаты кинетических исследований его выщелачивания в растворе азотной кислоты. Основными минералами (фазами) данного концентрата являются галенит (PbS), сфалерит (ZnS), пирит (FeS2), халькопирит (CuFeS2), англезит (PbSO4) и кварц (SiO2). В исследованиях использована проба концентрата следующего химического состава, мас.%: Pb – 46,56, Zn – 4,01, Fe – 20,55, Cu – 2,03, S – 21,78, Si – 3,78, Al – 1,29. Размер частиц концентрата варьируется в пределах 0,84–148,26 мкм. Оптимальными условиями осуществления азотно-кислотного выщелачивания концентрата являются: температура t = 55÷65 °С, концентрация кислоты 1,52,0 моль/дм3 , время переработки смеси концентрата с кислотой 70–90 мин. Выщелачивание минералов концентрата в растворе кислоты протекает, согласно механизму сокращения поверхности частиц, при температурах 45–65 °С в кинетической области с энергией активации Е = 46,78 кДж/моль, а при t < 45 °С реакция азотно-кислотного выщелачивания концентрата тормозится диффузионным переносом кислоты к поверхности частиц с величиной Е = 12,4 кДж/моль. Предложена технологическая схема переработки концентрата, основанная на результатах кинетики реакции выщелачивания минералов, и охарактеризованы ее основные стадии, которые не имеют выбросов газов и отходов, экологически чистые, не загрязняют природную среду, выполняются в закрытом циклическом режиме с многократным применением азотной кислоты, что значительно снижает себестоимость процесса выщелачивания концентрата. Образующиеся попутные вещества являются ценным материалом для использования в различных производствах.
This study presents the characteristics of the Koni Mansur (Tajikistan) galena concentrate along with the kinetic study results for its leaching in the nitric acid solution. The main minerals (phases) of this concentrate are galena (PbS), sphalerite (ZnS), pyrite (FeS2), chalcopyrite (CuFeS2), anglesite (PbSO4) and quartz (SiO2). The study uses a sample of the concentrate with the following chemical composition, wt.%: Pb – 46.56, Zn – 4.01, Fe – 20.55, Cu – 2.03, S – 21.78, Si – 3.78 and Al – 1.29. The concentrate particle size varies between 0.84 and 148.26 μm. Optimal conditions for the concentrate nitric acid leaching are found to be: temperature t = 55÷65 °C, acid concentration 1.5–2.0 M and the time of concentrate and acid mixture processing 70–90 min. The leaching of concentrate minerals in the acid solution follows the shrinking core mechanism, at 45–65 °C within the kinetic region and with activation energy E = 46.78 kJ/mol. At temperatures below 45 °C, the concentrate nitric acid leaching reaction is inhibited by acid diffusion transfer to the surface of particles with activation energy E = 12.4 kJ/mol. The concentrate processing flow chart is proposed based on the kinetic study results obtained for the mineral leaching process with its main stages described as zero-emission and zero-waste, environmentally friendly, and implemented in a closed cyclic mode with nitric acid regeneration. This results in a significantly cost-effective route for the concentrate leaching process. The resulting associated chemicals are valuable for use in a wide range of industries.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.