НАВОИЙ ДАВЛАТ КОНЧИЛИК ИНСТИТУТИ ВА ТОШКЕНТ
ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.T.06.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ
КЕНГАШ ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ
САМАДОВ АЛИШЕР УСМАНОВИЧ
КОН-МЕТАЛЛУРГИЯ САНОАТИДА ҲОСИЛ БЎЛГАН ТЕХНОГЕН
МАҲСУЛОТЛАРНИ ҚАЙТА ИШЛАШГА КОМПЛЕКС
ЁНДАШИШНИНГ ЎЗИГА ХОС ХУСУСИЯТЛАРИ
04.00.14 – Фойдали қазилмаларни бойитиш
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ДОКТОРИ (DSc)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
1
УДК 622.7.08:622.755:622.775
Фан доктори
(DSc)
диссертацияси автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора наук
(DSc)
Content of
dissertation abstract of doctoral seines
(DSc)
Самадов Алишер Усманович
Кон-металлургия саноатида ҳосил бўлган техноген маҳсулотларни қайта
ишлашга комплекс ѐндашишнинг ўзига хос хусусиятлари........... 3
Самадов Алишер Усманович
Особенности комплексного подхода переработки техногенных
образований горно-металлургических производств…………................ 25
Samadov Alisher Usmanovich
Features of complex approach in recycling technogenic formations of
mining-metallurgy industry........................................................................... 45
Эълон қилинган ишлар рўйхати
Список опубликованных работ
List of published works …………………………………………………….. 47
2
2
НАВОИЙ ДАВЛАТ КОНЧИЛИК ИНСТИТУТИ ВА ТОШКЕНТ
ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ ҲУЗУРИДАГИ ИЛМИЙ
ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.T.06.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ
КЕНГАШ ТОШКЕНТ ДАВЛАТ ТЕХНИКА УНИВЕРСИТЕТИ
САМАДОВ АЛИШЕР УСМАНОВИЧ
КОН-МЕТАЛЛУРГИЯ САНОАТИДА ҲОСИЛ БЎЛГАН ТЕХНОГЕН
МАҲСУЛОТЛАРНИ ҚАЙТА ИШЛАШГА КОМПЛЕКС
ЁНДАШИШНИНГ ЎЗИГА ХОС ХУСУСИЯТЛАРИ
04.00.14 – Фойдали қазилмаларни бойитиш
ТЕХНИКА ФАНЛАРИ ДОКТОРИ (DSc)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ
Тошкент – 2017
3
Фан доктори (Doctor of Science) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси
Вазирлар Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида В2017.1.DSc/Т3 рақам
билан рўйхатга олинган.
Диссертация Тошкент давлат техника университетида бажарилган.
Диссертация автореферати 3 тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш веб
саҳифасида (www.ndki.uz) ва «Ziyonet» Ахборот таълим порталида (www.ziyonet.uz)
жойлаштирилган.
Илмий маслаҳатчи: Санакулов Қувандиқ
Ўзбекистонда хизмат кўрсатган саноат ходими,
техника фанлари доктори, профессор
Расмий оппонентлар: Абдурахмонов Сойиб Абдурахмонович
техника фанлари доктори, профессор
Тусупбеков Несипбай Куандекович
техника фанлари доктори, профессор
Эргашев Улугбек Абдурасулович
техника фанлари доктори
Етакчи ташкилот: «Минерал ресурслар институти»
Давлат корхонаси
Диссертация ҳимояси Навоий давлат кончилик институти ва Тошкент давлат техника
университети ҳузуридаги DSc.27.06.2017.T.06.01 рақамли Илмий кенгашнинг 2017 йил
«____»_______ соат _____ даги мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 210100, Навоий шаҳри,
Жанубий кўчаси, 27-уй. Тел.: 0 (436) 223-77-11; факс: 0 (436) 223-00-55; e-mail: navggi@intal.uz,
nsmi@gmail.com).
Диссертация билан Навоий давлат кончилик институти Ахборот-ресурс марказида танишиш
мумкин (__рақам билан рўйхатга олинган). Манзил: 210100, Навоий шаҳри, Жанубий кўчаси, 27-
уй. Тел.: 0 (436) 223-56-90; факс: 0 (436) 223-00-55.
Диссертация автореферати 2017 йил «____»_________ куни тарқатилди.
(2017 йил «____»______ даги___ рақамли реестр баѐнномаси)
Б.Р.Раимжанов
Илмий даражалар берувчи
илмий кенгаш раиси в.в.б, т.ф.д, профессор
Ш.Ш.Зоиров
Илмий даражалар берувчи
илмий кенгаш илмий котиби, т.ф.д.
Ю.Д. Норов
Илмий даражалар берувчи
илмий кенгаш қошидаги илмий семинар
раиси, т.ф.д., профессор
4
КИРИШ (Фан доктори (DSc) диссeртацияси аннoтацияси)
Диссeртация мавзусининг дoлзарблиги ва зарурати.
Жаҳонда
йилига металларга бўлган эҳтиѐжни қондириш учун 10 млрд. тоннадан
кўпроқ турли хилдаги фойдали қазилмалар қазиб олинади. Шу билан бир
қаторда фойдали қазилма конлари ҳолатининг ѐмонлашуви, қазиб олинаѐтган
руданинг таркибидаги фойдали компонентлар миқдорининг камайиши ва
барча турдаги фойдали қазилмалар заҳираларининг қисқариш тенденцияси
кузатилмоқда.
Замонавий
кончилик
саноатида
кон-металлургия
корхоналарининг чиқиндилари келажакда комплекс қайта ишланиши,
фойдали компонентларни ажратиб олишда иштирок этадиган реагентлар эса
тўлиқ зарарсизлантирилиши ѐки регенерация қилиниб ишлаб чиқаришга
қайтарилиши лозим.
Республикамиз мустақилликка эришгандан буѐн рангли ва қимматбаҳо
металларни ажратиб олишнинг технологияларини такомиллаштириш ва
жорий қилиш бўйича бир қатор муҳим чора тадбирлар амалга оширилиб,
муайян натижаларга эришилди. Бу борада мураккаб таркибли маъданларни
қайта ишлаш технологиялари такомиллаштирилиб, фойдали компонентларни
ажратиб олишнинг умумий даражаси ошгани ҳолда, экспортга мўлжалланган
маҳсулот ва материаллар ишлаб чиқариш учун замонавий технологиялар
жорий этилганини алоҳида такидлаш мумкин. Ўзбекистон Республикасини
янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар стратегиясида
1
минерал хом-ашѐ
ресурсларини чуқур қайта ишлаш бўйича инвестиция лойиҳаларини амалга
оширишда кўзда тутувчи тармоқ дастурларини ўз вақтида амалга ошириш ва
ишлаб чиқаришни маҳаллийлаштиришни рағбатлантириш сиѐсатини давом
эттириш бўйича белгиланган вазифаларни бажаришда кон-металлургия
саноатида ҳосил бўлган техноген маҳсулотларни қайта ишлашга алоҳида
эътибор қаратилмоқда.
Бугунги кунда жаҳонда минерал хом ашѐларни ва полиметаллик
рудаларни қайта ишлашнинг эффектив усулларини ишлаб чиқиш, уларнинг
таркибидаги фойдали минералларни тўлиқ ажратиб олиш, ноѐб ва нодир
металларни ишлаб чиқариш қувватини ошириш, кам чиқиндили ва
чиқиндисиз технологияларни яратиш, кон металлургия саноатининг барча
турдаги техноген чиқиндиларини (кончилик саноати, бойитиш фабрикалари
чиқиндилари, гидрометаллургик ва нирометаллургик жараѐнларнинг суюқ ва
қаттиқ чиқиндилари) ишлаб чиқаришга жалб этиш, фойдаланилаѐтган
реагентларни жараѐнга қайтарган ҳолда мураккаб таркибли силикатли
бирикмаларни (металлургик шлаклар ва қолдиқлар шу кўринишда бўлади)
алоҳида оксидларга ажратиш ва бунинг натижасида техноген чиқиндилар
таркибидан фойдали компонентларни ажратиб олишни таъминлаш мазкур
соҳанинг долзарб масалаларидан ҳисобланади
.
1
2017-2021 йилларда Ўзбекистон Республикасини ривожлантиришнинг бешта устувор йўналиши бўйича
Ҳаракатлар стратегияси / Ўзбекистон Республикаси қонун ҳужжатлари тўплами, 2017.
–
6-сон.
5
Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2010 йил 15 декабрдаги
ПҚ-1442-сон «2011-2015 йилларда Ўзбекистон Республикаси саноатини
ривожлантиришнинг устувор йўналишлари» қарори, 2015 йил 4 мартдаги
ПФ-4707-сон «2015-2019 йилларда ишлаб чиқаришни таркибий ўзгартириш,
модернизация ва диверсификация қилишни таъминлаш бўйича чора
тадбирлар дастури тўғрисида»ги ва 2017 йил 7 февралдаги ПФ-4947-сон
«Ўзбекистон Республикасини янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар
стратегияси тўғрисида»ги Фармонлари ҳамда ҳамда мазкур фаолиятга
тегишли бошқа меъѐрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вазифаларни
амалга оширишга ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада хизмат
қилади.
Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши
нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги.
Мазкур тадқиқот республика
фан ва технологияларни ривожлантиришнинг VII. «Ер тўғрисидаги фанлар
(геология, геофизика, сейсмология ва минерал хом ашѐларни қайта ишлаш)»
устувор йўналишига мувофиқ бажарилган.
Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи.
Рангли металлургия корхоналарининг техноген чиқиндиларини қайта ишлаш
ҳамда чиқиндисиз ва кам чиқиндили технологияларни ишлаб чиқишга
йўналтирилган илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий марказлари ва
олий таълим муассасалари, жумладан, University of Nevada (АҚШ);
University of Utah (АҚШ); University of the Witwatersrand (ЖАР); Seoul Nation
University of Science and technology (Жанубий Корея); Institute of Condensed
Matter Chemistry (Франция); Россия фанлар академиясининг Узоқ шарқ
бўлими, Томск политехника университети (Россия); Юқори технологиялар
университети (Қозоғистон); «Цирконий» илмий-ишлаб чиқариш корхонаси
(Украина); Электрон микроскопия лабораторияси (ЕМАТ, Бельгия);
Антверпена университети (RUCA, Бельгия); Москва пўлат ва қотишмалар
институти (Россия), Навоий давлат кончилик институти, Тошкент давлат
техника университети «Фан ва тараққиѐт» ДУК (Ўзбекистон)да олиб
борилмоқда.
Жаҳонда рудалардан фойдали компонентларни ажратиб олиш
технологиясини
такомиллаштиришга
оид
жаҳонда олиб борилган
тадқиқотлар натижасида қатор, жумладан, қуйидаги илмий натижалар
олинган: юқори ҳароратли кимѐвий ва металлургик жараѐнлари
такомиллаштирилган (University of Utah, АҚШ); руда таркибида бўлган
рангли ва нодир металларни гидрометаллургик ва пирометаллургик усули
билан қайта ишлаш технологияси ишлаб чиқилган (University of the
Witwatersrand, ЖАР); балансдан ташқари никелли рудаларни қайта ишлаш ва
ильменитни фторидлар ѐрдамида қайта ишлаш усуллари ишлаб чиқилган
(Томск политехника университети, Россия); қора металлургия саноатида
ҳосил бўладиган шлакларни қайта ишлаш, нодир металлар чиқиндилари ва
ломларини қайта ишлаш, электрон ломни қайта ишлаш технологиялари
ишлаб чиқилган (Москва пўлат ва қотишмалар институти, Россия); галогенид
схемаси бўйича цирконий махсулотларини ишлаб чиқариш усули ишлаб
6
чиқилган (Юқори технологиялар институти, Қозоғистон).
Бугунги кунда дунѐ миқѐсида таркибида олтин ва мис бўлган
балансдан ташқари рудалар ҳамда техноген чиқиндилар таркибидан фойдали
компонентларни ажратиб олиш бўйича қатор, жумладан, қуйидаги устувор
йўналишларда тадқиқотлар олиб борилмоқда: балансдан ташқари рудаларни
уюмларда танлаб эритиш; сульфидли рудалар чиқиндиларини биотехнологик
усули билан қайта ишлаш; рух клинкерларини электрокимѐвий усул билан
кайта
ишлаш;
гидрометаллургия
заводларининг
йиғилиб
қолган
чиқиндиларини қайта ишлаш; пирометаллургик заводлар шлакларини қайта
ишлаш; рудаларни бойитиш ва олтин саралаш фабрикаларида ҳосил
бўладиган чиқиндиларни қайта ишлаш натижасида маҳсулот ишлаб чиқариш
салмоғини кўпайтириш.
Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.
Турли чиқиндиларни ва
минерал хом ашѐларни пирометаллургик ва гидрометаллургик усулда қайта
ишлаш жараѐнлари ва бойитиш назариясини ўрганишга бағишланган илмий
тадқиқотлар А.П.Виноградов, И.В.Петрянов, Б.Н.Ласкорин, Н.Н.Семенов,
Э.В.Адамов, И.Ф.Барышников, А.В.Ванюков, Ю.П.Куприянов, И.Ф.Худяков
ва бошқалар томонидан олиб борилган. Дунѐнинг турли минтақаларида
минерал ресурслардан оқилона фойдаланиш ва қайта ишлаш технологик
жараѐнларини такомиллаштириш бўйича илмий тадқиқотлар олиб борилган,
жумладан: Hector Jordan, Angel Saqhueza, Veronica Ganter, Bevilaqua D.,
Acciari H.A., Benedetti A.V., Fugivara C.S., Garciae Jr., O. Fremiliosi Filho G,
Yacques V., Wiertz, Magda Mateo, Berg H. Тоғ-кон саноати чиқиндиларини
қайта ишлашни ўрганишга бағишланган илмий тадқиқотларни олимлар
А.П.Виноградов, Б.Н.Ласкорин, И.В.Петрянов, К.С.Санакулов, Н.Н.Семенов,
А.С.Хасанов, А.А.Юсупходжаев, М.М.Якубов ва бошқалар олиб борганлар.
А.А.Андреев, А.Н.Дьяченко, А.А.Чижик, И.П.Наркевич, М.Эрназаров ва
бошқалар ўзларининг илмий тадқиқотларини хом-ашѐ ва чиқиндиларни
галогеноаммонийли технологиялар ѐрдамида қайта ишлашга бағишлаганлар.
Дунѐ амалиѐтида кон-металлургия корхоналарининг чиқиндиларидан
қўшимча металларни ажратиб олиш учун қимматбаҳо компонентларни
комплекс ажратиб олиш мақсадида минерал хом ашѐларни қайта ишлаш
технологик жараѐнларини мукаммалаштириш ва техноген чиқиндиларни
қайта ишлашнинг юқори рентабелли технологияларини яратиш хозирги
вақтда ўта муҳим аҳамиятга эга.
Диссертация мавзусининг диссертация бажарилган олий таълим
муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари билан боғлиқлиги.
Диссертация
тадқиқоти
Тошкент давлат техника университети илмий-тадқиқот
режасининг «Маҳаллий минерал ресурсларни ва иккиламчи техноген
ҳосилаларни
қайта
ишлашнинг
ресурс
ва
энергия
тежамкор
технологияларини ишлаб чиқиш» (2015-2017 йй.), «Чиқиндиларни қайта
ишлашнинг галогеноаммонийли технологияси» (2015 й.), «Чодак олтин
саралаш фабрикаси турғун чиқиндиларини комплекс қайта ишлаш
технологиясини яратиш» (2015 й.) мавзуларидаги лойиҳалар доирасида
бажарилган.
7
Тадқиқотнинг мақсади
олтин, кумуш, темир ва кремний икки
оксидини ажратиб олиш усулларини ишлаб чиқиш орқали, металлургия
соҳасида рангли, қимматбаҳо ва қора металл ишлаб чиқаришни
кўпайтиришни таъминловчи кон-металлургия корхоналари техноген
маҳсулотларини қайта ишлаш технологиясини ишлаб чиқишдан иборат.
Тадқиқотнинг вазифалари
:
кон-металлургия корхоналари техноген маҳсулотларини қайта ишлаш
бўйича амалга оширилган тадқиқотларнинг таҳлили;
кон-металлургия корхоналари техноген маҳсулотларини қайта
ишлашнинг комплекс тадқиқоти;
техноген чиқиндилардан олтин, кумуш, темир ва кремний икки
оксидини ажратиб олиш технологиясини ишлаб чиқиш;
кон-металлургия корхоналари техноген маҳсулотларини қайта ишлаш
технологик жараѐнини бошқаришнинг алгоритмини ишлаб чиқиш;
кон-металлургия корхоналари техноген маҳсулотларини қайта ишлаш бўйича
яратилган усулларни ишлаб чиқаришга тадбиқ этиш ва иқтисодий
самарадорлигини аниқлаш;
олиб борилган тадқиқотлар натижасига кўра белгиланган нормадаги
комплекс ҳужжатларни ишлаб чиқаришга тадбиқ этиш учун ишлаб чиқиш.
Тадқиқотнинг объекти
сифатида кон-металлургия саноати техноген
йиғиндилари ҳисобланади.
Тадқиқот предмети
техноген йиғиндиларни аммонийнинг галогенли
тузлари, анорганик кислоталар ва оксидловчиларни қўллаган ҳолда қайта
ишлаш усуллари.
Тадқиқотнинг
усуллари.
Диссертация
ишини
бажаришда
тадқиқотларни илмий умумлаштириш, лаборатория ва саноат шароитларида
техноген чиқиндиларни аммонийнинг галогенли тузлари, анорганик
кислоталар ва оксидловчи ишлатилиб, шунингдек, математик статистика
ҳамда синовлар натижаларини замонавий компьютер техникасини қўллаган
ҳолда корреляцион таҳлили услубларини ўз ичига олган комплекс
услублардан фойдаланилган.
Тадқиқотнинг илмий янгилиги
қуйидагилардан иборат:
техноген маҳсулотлардан олинган намунани фторидлаш жараѐни
ўрганилиши натижасида кремний диоксид ҳосил бўлиш даражаси ҳароратга
боғлиқлиги аниқланган ҳолда, намуна 120 мин давомида турли ҳароратларда
90, 115 ва 135
0
С қиздирилганда диоксид кремний ҳосил бўлишининг ортиб
бориши аниқланган;
қиздириш вақтини 120 мин, ҳарорат 90
0
С бўлганда кремний диоксид
ҳосил бўлиш даражаси 58% га, ҳарорат 115
0
С га кўтарилганда кремний
диоксид ҳосил бўлиш даражаси 78% га, ҳарорат 135
0
С га кўтарилганда
кремний диоксид ҳосил бўлиш даражаси 98% га кўтарилиши аниқланган;
гексафторсиликат аммоний ҳосил бўлиш жараѐнида кремний
диоксидни фторидлаш қиздириш ҳароратига боғлиқлиги, ҳарорат 130 дан
200
0
С га кўтарилганда шиддатли равишда аммиак ажралиши, ҳароратнинг
бундан юқори бўлиши аммиак ажралишига пассив таъсир кўрсатиши,
8
ҳарорат 150 дан 320
0
С га кўтарилганда аммоний гексафторсиликат газ
фазасига ўтиши; газ ҳолатга ўтган аммоний гексафторсиликатни 200
0
С гача
совутилганда кукун ҳолатига ўтиши аниқланган;
аммоний
гексафторсиликатнинг
аммоний
гидрооксид
билан
таъсирлашуви вақтга ва ҳароратга боғлиқлиги тадқиқотлар асосида аммоний
гексафторсиликат аммоний гидрооксиднинг 10%ли эритмасида 90 с
давомида ва 20, 30, 40 ва 50
0
С да, тегишлича 0,76, 0,80, 0,84, ва 0,90 г эриши
ва турли ҳароратларда эритиш вақтини 90 с дан ошириш эрувчанликни
оширмаслиги исботланган;
техноген маҳсулотлар оғирлиги камайиши натижасига кўра аммоний
гексафторсиликат сублимацияланишининг кинетик катталиги ва аммоний
гексафторсиликатнинг газ фазасига ўтиши, ҳарорат 350
0
С га кўтарилганда 60
мин. оралиғида 70% га, 400
0
С га кўтарилганда 30 мин. оралиғида 90% га,
450
0
С га кўтарилганда 100% га етганлиги аниқланган;
олтин саралаш фабрикалари чиқиндилари таркибидан кумушни
ажратиб олишнинг оптимал кўрсатгичлари сульфат кислотасининг
концентрациясига боғлиқлиги аниқланган, концентрация 5 мл/л дан 15 мл/л
га оширилганда реакция шиддатли равишда боради, сульфат кислотасининг
концентрациясини 15 мл/л дан оширилганда кумушни ажратиб олиш
сезиларли ўзгармаслиги исботланган;
олтин саралаш фабрикалари чиқиндилари таркибидан кумушни
ажратиб олишнинг оптимал кўрсатгичлари нитрат кислотасининг 5 мл/л дан
45 мл/л оралиқдаги концентрациясига боғлиқлиги аниқланган, кислота
концентрацияси 5 мл/л дан 45 мл/л га оширилганда ажралиш реакцияси
шиддатли равишда бориши, нитрат кислотасининг концентрациясини 45 мл/л
дан оширилганда кумушни ажратиб олиш сезиларли даражада ўзгармаслиги
исботланган;
олтин саралаш фабрикалари чиқиндилари таркибидан олтин ва
кумушни ажратиб олишда сульфат ва нитрат кислоталари аралашмасининг
концентрацияси 25 мл/л га тенг бўлганда ва калий нитрат тузининг турли
концентрацияси (1 г/л дан 8 г/л гача) оксидловчи сифатида қўшилгандаги
оптимал кўрсатгичлари аниқланган;
калий нитрат тузининг концентрацияси 1 г/л дан 3 г/л гача бўлган
оралиқда ажралиш реакцияси шиддатли равишда бориши, калий нитрат
тузининг концентрациясини 3 г/л дан ошириш олтин ва кумушни ажратиб
олишда сезиларли натижа бермаслиги аниқланган.
Тадқиқотнинг амалий натижалари
қуйидагилардан иборат: олтин сақловчи
чиқиндилардан 170-190
0
С ҳароратда кремний ва йўлдош металларнинг
аммоний фторидли комплекс бирикмалари ҳосил қилиш, 350-390
0
С да
аммоний гексафторсиликат (АГФС) бирикмасининг сублимацион ажралиши,
аммиакнинг газ фазасидан сувга ютилиши, совутиш йўли билан АГФСни
десублимациялаш, аммиакли сувда эритиш ва фильтрлаш, қуритиш, кукун
ҳолидаги маҳсулот олиш учун қиздириш, фторидлаш жараѐнида қайта
ишлатиш учун кристалл ҳолидаги аммоний
9
фторид олиш жараѐнларини ўз ичига олган олтин сақловчи хом ашѐларни
аммоний фторид ѐрдамида қайта ишлаш усули ишлаб чиқилган; темирни
магнитли ажратгич ѐрдамида ажратиш ва тайѐр маҳсулот олиш учун
индукцион печда 1300
0
С эритиладиган, илмий янгилиги мис ишлаб чиқариш
жараѐнида ҳосил бўладиган шлаклар таркибидан кремний икки оксидини
аммоний фторид ѐрдамида ажратиб ташлашдан иборат бўлган, темирни
ажратиб олиш усули ишлаб чиқилган;
фторидли технологиядан фойдаланиб темир ва кремний икки оксоди
олиш усули ишлаб чиқилган. Ушбу усулнинг илмий янгилиги, дастлабки
маҳсулот таркибидаги кремний икки оксиди ва аммоний фторид
таъсирлашуви натижасида ҳосил бўладиган 15% ли аммиакнинг сувдаги
эритмаси билан АГФСга ишлов берилган. Ҳосил бўлган чўкма фильтрланган,
ювилган, қуритилган ва 800
0
С да қиздирилган, натижада 99,9% софлик
даражасидаги кремний икки оксиди олинган.
Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.
Ишнинг ишончлилигини
мис ишлаб чиқариш саноати шлакларини, олтин саралаш фабрикаларининг
олтин сақловчи чиқиндиларини, темир ва кремний икки оксидини,
шунингдек кўп компонентли силикатли системани алоҳида оксидларга
ажратиш асосида техноген маҳсулотлардан олтин, кумуш, темир ва кремний
икки оксидини ажратиб олиш усули яратилганлиги ва уларнинг фойдали
кўрсатгичларини лаборатория шароитида олиб борилган кўп сонли илмий
изланишлар натижасида, рангли, қимматбаҳо ва қора металларни ажратиб
олишнинг ишлаб чиқариш шароитига мос келиши ва миқдорий
тасдиқланиши орқали асосланади.
Тадқиқотлар натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.
Тадқиқот натижаларининг илмий аҳамияти кремний диоксидини кўп
компонентли силикат системалардан ажратиб олиш имконини берувчи,
дастлабки хомашѐ компонентларини галогеноаммоний бирикмалари билан
ўзаро таъсирлашув механизмини ишлаб чиқиш ва мураккаб таркибли
техноген йиғиндиларни қайта ишлаш учун галлогеноаммоний технологясини
қўллашнинг мақсадга мувофиқлигини назарий асослаш билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти қимматбаҳо компонентларни
комплекс ажратиб олиш самарадорлигини оширишга имкон берувчи,
техноген йиғиндиларни галогеноаммоний технологияси билан қайта
ишлашнинг технологик схемасини ва аппаратлар занжирини ишлаб чиқиш
билан изоҳланади.
Тадқиқот натижаларининг жорий қилиниши
.
Кон-металлургия саноатида ҳосил бўлган техноген маҳсулотларни
қайта ишлашга комплекс ѐндашиш асосида:
мис ишлаб чиқариш саноатида ҳосил бўладиган шлаклардан темирни
ажратиб олиш усулига Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк
агентлигининг ихтирога патенти олинган (№IAP 04650, 2013). Натижада
мураккаб таркибли силикатли бирикмаларни алоҳида оксидларга ажратиш
имконини берган;
10
таркибида олтин бўлган хом ашѐни қайта ишлаш усулига Ўзбекистон
Республикаси Интеллектуал мулк агентлигининг ихтирога патенти олинган
(№IAP 05376, 2017). Натижада олтин сақловчи хом ашѐларнинг таркибидаги
қийин ажралувчи минералларни қайта ишлаш имконини берган;
ишлаб чиқилган ташландиқ шлакларни қайта ишлаш технологияси
Олмалиқ кон-металлургия комбинатининг Мис эритиш заводида жорий
қилинган (Олмалиқ кон-металлургия комбинатининг 2016 йил 19 ноябрдаги
01-07/2076-сон маълумотномаси). Илмий натижаларни амалиѐтга жорий
қилиш натижасида қўшимча равишда темир, кремний икки оксиди,
қимматбаҳо ва рангли металларни ажратиб олиш имконини берган.
Тадқиқот натижаларининг апробацияси.
Мазкур тадқиқотнинг
натижалари 15 та республика ва 10 халқаро илмий-техник ва илмий-амалий
анжуманларда апробациядан ўтказилган.
Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.
Диссертация мавзуси
бўйича жами 44 та илмий иш чоп этилган, шулардан, 2 та Ўзбекистон
Республикаси патентлари, Ўзбекистон Республикаси Олий аттестация
комиссиясининг диссертациялар асосий илмий натижаларини чоп этиш
тавсия этилган илмий нашрларда 13 та мақола, жумладан 12 таси республика
ва 1 таси ҳорижий журналларда нашр этилган.
Диссертациянинг тузилиши ва ҳажми.
Диссертация таркиби кириш,
олтита боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати, иловалардан иборат.
Диссертациянинг ҳажми 186 бетни ташкил этган.
ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ
Кириш
қисмида олиб борилган тадқиқотнинг долзарблиги ва унга
бўлган талаб, тадқиқот мақсади ва вазифалари асосланади, тадқиқот объекти
ва предмети тавсифланади, тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари
ривожланишининг устувор йўналишларига боғлиқлиги кўрсатилган,
тадқиқотнинг илмий янгилиги ва амалий натижалари баѐн қилинган, олинган
натижаларнинг илмий ва амалий аҳамияти очиб берилган, тадқиқот
натижаларининг амалиѐтга қўлланилиши, нашр қилинган ишлар ва
диссертация тузилиши келтирилган.
«
Тоғ-кон саноати техноген чиқиндиларини қайта ишлаш бўйича
тадқиқотлар таҳлили
» деб номланган биринчи бобида, техноген
чиқиндиларини қайта ишлаш бўйича амалга оширилган тадқиқотларнинг
таҳлили келтирилган. Таҳлил шуни кўрсатдики, техноген чиқиндиларни
қайта ишлашнинг переспектив усули, бу галоганоаммонийли технологиядир.
Қайта ишлаш давомида бир вақтнинг ўзида бир неча жараѐн: қайта
ишланаѐтган хом ашѐни кремнийсизлантириш; мураккаб таркибли силикатли
система оддий бирикмаларга ажралиши; фойдаланилаѐтган реагентларнинг
регенерацияланиши; кремнийсизлантириш жараѐнининг интенсивлиги
материалнинг гранулометрик ҳолатига ва жараѐннинг ҳароратига боғлиқ
ҳолда ортади.
11
Дунѐ практикасида кенг тарқалган, кон-металлургия саноатининг
турли хилдаги чиқиндиларини қайта ишлаш жараѐнининг замонавий
аҳволини ўрганган ҳолда, хулоса қилиндики, Ўзбекистон Республикаси учун
характерли бўлган техноген чиқиндиларни қайта ишлашнинг янги
усулларини яратиш лозим.
Диссертациянинг
«Мис ишлаб чиқариш саноати шлакларини қайта
ишлаш технологиясини яратиш ва тадқиқот қилиш»
деб номланган
иккинчи бобда, ОКМК мис эритиш заводи шлакларини қайта ишлаш учун
лаборатория шароитида олиб борилган тадқиқотлар натижалари, ишлаб
чиқилган технологик схеманинг ва аппаратлар кетма-кетлигининг тавсифи
келтирилган. Кон-металлургия саноати техноген чиқиндиларининг ҳосил
бўлиш схемаси, мис ишлаб чиқариш жараѐнида ҳосил бўладиган ташландиқ
шлакларни ўзига хос хусусиятларини ўрганиш бўйича олиб борилган
тадқиқотлар натижаси, шлак таркибидаги кремний икки оксиди ва темир
миқдори ўзгаришининг тадқиқоти, галогеноаммонийли тузлар ѐрдамида
шлакларни қайта ишлаш ва мис ишлаб чиқариш жараѐнида ҳосил бўладиган
ташландиқ шлаклардан фойдали компонентларни ажратиб олиш бўйича
ишлаб чиқилган усулнинг баѐни келтирилган.
Шлаклардан фойдали компонентларни ажратиб олиш учун таркибидан
кремний икки оксидини ва темир оксидларини ажратиб олиш зарур. Шу
мақсадда кон-металлургия саноати чиқиндиларини галогеноаммонийли
тузлар (NH
4
F ѐки NH
4
F
*
HF) ѐрдамида кремнийсизлантириш технологик
жараѐни ишлаб чиқилди:
SiO
2
+ 6NH
4
F = (NH
4
)
2
SiF
6
+ 4NH
3
+ 2H
2
O. (1)
Кимѐвий реакция натижасида ҳосил бўладиган гексафторсиликат
аммоний тузи технологик нуқтаи назардан физик-кимѐвий хусусиятларига
кўра жуда қулай. Нормал шароитда қаттиқ жисм, 320
0
Сда эса
сублимацияланади ва газ фазасига ўтади.
Кремнмнийсизлатирувчи реагент сифатида фторид аммонийдан
фойдаланишнинг афзаллиги, уни регенерация қилиш мумкинлигидир. 70
0
С да
гексафторсиликат аммонийнинг аммиакли сувда эриши 370 г/л га етади.
Аммиак билан таъсирлашиши натижасида (2) реакцияга мувофиқ
гидролизланади ва кремний икки оксиди ҳолида чўкмага тушади:
(NH
4
)
2
SiF
6
+4NH
4
OH =SiO
2
+6NH
4
F+2H
2
O. (2)
Аммоний фторидни қайта тикланиши кремнийсизлантириш жараѐнини
узлуксизлигини ва чиқиндилар таркибидаги кварцли ташкил этувчиларни
майда дисперсс ҳолидаги кремний икки оксидининг «оқ кукун» («белая
сажа») навини олиш имкониятини беради.
Кремний икки оксидини филтрлаб ажратиб олгандан сўнг аммоний
фторид эритмаси қолади, қайсики буғлатилгандан сўнг техноген
чиқиндиларнинг янги партиясини кремнийсизлантиришга юборилади. 1-
12
расмда техноген чиқиндиларни фторид аммоний ѐрдамида
кремнийсизлантириш цикли келтирилган.
Техноген чиқиндилар таркибидаги компонентларнинг фторид аммоний
билан таъсирлашувининг термодинамик кўрсатгичлари тадқиқотлар
натижасида аниқланди. (2) ва (3) кимѐвий реакциялар бўйича системанинг
мувозанат ҳолати аниқланди.
1-расм. Тадқиқот объектининг кремнийсизлантириш схемаси
Техноген чиқиндилар таркибидаги компонентларнинг фторид аммоний
билан таъсирлашиши натижасида кремний икки оксиди олинди.
Термодинамик таҳлил асосида кимѐвий реакциялар боришининг ҳароратга
боғлиқлиги ва кетма-кетлиги олинди:
Fe
3
O
3
+ NH
4
F·HF
(NH
4
)
3
FeF
6
·nNH
4
F
(NH
4
)
3
FeF
6
(NH
4
)
3
FeF
6
NH
4
FeF
4
FeF
3
Fe
2
O
3
(3)
2-расмда силикатли бирикмаларнинг фторланиш жараѐнида парчаланиш
даражаси ўзгаришининг турли ҳароратларда қиздириш вақтига боғлиқлиги
келтирилган.
Шундай қилиб, техноген маҳсулотларини турли ҳароратларда
фторланиш жараѐнини ўрганиш натижасида, кремний икки оксиди ҳосил
бўлиши даражаси аниқланди. Кварцли хом ашѐларни аммоний фторид билан
қайта ишлашниг 400
0
С гача бўлган паст ҳароратли жараѐни қўлланилди.
13
Кремний икки оксидини фторидлар ѐрдамида тозалашда аммоний фториддан
фойдаланилди.
КМС техноген маҳсулотларини қайта ишлаш мақсадида
ишлабчиқилган технологиянинг экологик хавфсизлиги, энергия
тежамкорлиги, қўшимча равишда фойдали компонентларни ажратиб
олишнинг иқтисодий самарадорлигидан ташқари оддийлиги ва фторловчи
реагентларнинг тўлиқ қайта тикланилишидир.
2-расм.
Силикатли бирикмаларнинг фторланиш жараѐнида парчаланиш
даражаси ўзгаришининг турли ҳароратларда қиздириш вақтига
боғлиқлиги
Кремний икки оксиди фторланиш реакциясининг газ фазаси мувозанат
ҳолатининг таркиби 3-расмда келтирилган.
3-расм. Кремний икки оксиди фторланиш реакциясининг газ фазасидаги
мувозанат ҳолатдаги таркиби
14
Техноген маҳсулотларни кремнийсизлантириш имкониятини ўрганиш
қуйида келтирилган кетма-кетликдаги усулда олиб борилди:
−
олинган
намунаги кремний икки оксиди миқдорига қараб стехиометрик тарзда
аммоний бифторид билан аралаштирилди;
−
аралашма печга юкланди ва
печнинг оғзи зич қилиб беркитилди;
−
жараѐн 100°С, 150°С, 200°С, 250°С
ҳароратларда ва 10, 20, 40, 60 мин. давомийликда олиб борилди;
−
жараѐн сўнгида олинган маҳсулот бошқа идишга олинди ва
дистилланган сув билан аралаштирилди;
−
фильтрлаш ѐрдамида пульпа қаттиқ ва суюқ фазаларга ажратилди;
−
фильтр усти маҳсулоти бўлган кек фарфор идишга жойлаштирилди ва
аммоний бифторидни ажратиш мақсадида аммиакли сув билан
аралаштирилди;
−
суюқ қуйқа фильтрланади ва кек қуритиш печига қўйилади (печ
ҳарорати 60
0
дан ошмаслиги керак);
−
қуриган масса совутилиб тортилади ва оғирликлар нисбатига кўра
таъсирлашиш даражаси аниқланади.
Кек 10%ли (NH4)OH эритмасида эриши аниқланди ва эриш
натижасида NH4F•HF ҳосил бўлади. Жараѐннинг таъсирлашув кинетикаси 4-
расмда келтирилган. Намуна оғирлагининг ўзгаришага кўра аммоний
гексафторсиликат ва аммоний гидроксиднинг таъсирлашиш даражаси
совуган массани ўлчаш орқали аниқланади.
4-расм. (NH
4
)
2
SiF
6
ни 10% ли (NH
4
)OH эритмаси билан таъсирлашуви
кинетикаси
15
Кек 10%ли (NH
4
)OH эритмасида эриши аниқланди ва эриш натижасида
NH
4
F·HF ҳосил бўлади. Жараѐннинг таъсирлашув кинетикаси 4-расмда
келтирилган.
Намуна
оғирлагининг
ўзгаришага
кўра
аммоний
гексафторсиликат ва аммоний гидроксиднинг таъсирлашиш даражаси
совуган массани ўлчаш орқали аниқланади.
Массасининг камайишига кўра аниқланган аммоний гексафторсиликат
тузининг сублимацияланиш даражаси ҳароратга ва вақтга боғлиқлигининг
кинетик параметрлари 5-расмда келтирилган.
Кинетик тадқиқотлар натижасида аммоний гексафторсиликат тузининг
10% ли (NH
4
)OH билан таъсирлашишининг вақтга боғлиқлилиги турли
ҳароратларда ўрганилди. 10%ли (NH
4
)OH ни аммоний гексафторсиликат
билан 20, 30, 40 и 50
0
С ва 90 с давомида таъсирлашганда 0,76, 0,80, 0,84 и
0,90 г тегишли равишда аммоний гексафторсиликат тузининг эриши
аниқланди. Таъсирлашиш вақтини 90 с дан ошириш сезиларли ўзгаришга
олиб келмади.
Аммоний гексафторсилликат (АГФС) тузининг сублимация ланишининг
кон- металлургия саноати техноген маҳсулотлари массасининг камайишига
боғлиқлигининг кинетик параметрлари аниқланди.
5-расм. Аммоний гексафторсиликат тузининг сублимацияланишининг
кон-металлургия саноати техноген маҳсулотлари массасининг
камайишига боғлиқлигининг кинетик параметрлари
16
Техноген маҳсулотларни 60 мин давомида 350
0
гача кўтарилганда, 30
мин. давомида 400
0
С гача кўтарилганда, 15 мин давомида 450
0
С гача
кўтарилганда 70, 90 ва 100% тегишлича аммоний гексафторсиликат газ
фазасига ўтиши аниқланди.
Кон-металлургия саноати техноген маҳсулотларини галогеноаммоний
усулида кремнийсизлантириш ва темирсизлантириш бўйича тадқиқотлар
қаттиқ жисмни бевосита газга айлантирувчи печ, газларни тутувчи ва
аммиакни ютувчи қурилмалардан ташкил топган, янгитдан яратилган ва
амалиѐтда аналоги бўлмаган қурилмада (6-расм) олиб борилди.
6-расм. Металлургик чиқиндиларни кремнийсизлантириш ва
темирсизлантирувчи экспериментал қурилманинг схемаси
Кон-металлургия саноатининг силикатли чиқиндиларини парчалаш
учун 25% аммоний фторид ва 75% аммоний бифториддан ташкил топган
техник аралашмадан фойдаланилди. Темирни ажратиб олиш магнитли
сеператорда олиб борилди. Олиб борилган тадқиқотлар натижасига кўра
фторлаш, АГФСни сублимациялаш, аммиакли сув олиш, майда дисперс
ҳолатидаги кремний икки оксидини олиш, фторид аммонийни регенерация
қилиш ва қайта ишлатиш жараѐнларини ўз ичига олган техноген
маҳсулотларни қайта ишлаш технологик схемаси (7-расм) яратилди.
17
7-расм. ОКМК ташландиқ шлакларини қайта ишлаш технологик схемаси
Кремнийсизлантирувчи
реагент
сифатида
аммоний
фторидни
қўллашнинг афзаллиги уни регенерация қилиш мумкинлигидир. Бу
кремнийсизлантириш жараѐнини узлуксиз олиб боришга ва кварц таркибли
чиқиндилардан майда дисперсли кремний икки оксидининг «оқ кукун» деб
аталувчи навини ажратиб олиш имкониятини беради.
ОКМК мис эритиш заводи ташландиқ шлакларини қайта ишлаш
технологик схемаси асосида 8-расмда келтирилган ташландиқ шлакларни
қайта ишлаш аппаратлар занжири схемаси яратилди.
Диссертациянинг
«Олтин саралаш фабрикаларининг олтин
сақловчи чиқиндиларини қайта ишлаш технологиясини яратиш ва
тадқиқот қилиш»
деб номланган учинчи боби туриб қолган олтин сақловчи
чиқиндилардан
қимматбаҳо металларни ажратиб олиш мақсадида
галоганоаммонийли усул ѐрдамида қайта ишлашнинг экспериментал
тадқиқотларига бағишланган.
Ташландиқ хвостларнинг асосини кремний икки оксиди ташкил этади.
Хвост таркибидан кремний икки оксидини ажратиш мақсадида ташландиқ
хвостларни фторид ѐки бифторид билан қайта ишлаш технологик схемаси
яратилди.
Лаборатория шароитида тажрибалар ўтказиш учун Маржонбулоқ олтин
саралаш участкаси (МОСУ) ва Чодак олтин қазиб олиш рудниги (ЧОҚОР)
18
чиқиндиларидан 100 кг миқдордаги намуна нуқтали усулда олинди.
Намунанинг кимѐвий ва миқдорий таркиби 1-жадвалда келтирилган.
NH
4
F
.
HF
Шлак
NH
4
F
1 1 a
2
NH
3
+H
2
O
4
5
a
H
2
O
3
t
-140-
170
0
C
3a
t-320-370
0
C
4 NH
4
F+H
2
O
8
3
5
б
t-200
0
C
NH
4
O
H
(NH
4
)
2
SiF
6
9
H
2
O
Қолдиқ
магнит
сепарациялаш
жараѐнига
Сув
6
7
10
1- Шлакни қабул қилувчи
бункер; 1а – NH
4
F қабул
қилувчи бункер; 2 –
Аралаштиргич;
3 - t-140-170
0
C ҳароратли печь;
3а - t-140-170
0
C ҳароратли печь;
3б – Десублиматор идиши; 4 –
Фильтр;
4
а
–
Сўриш
вентелятори
; 5 –
Абсорбер
;
6 –
Аралаштириш
дасгоҳи
; 7 –
Фильтр
;
8 –
Кристаллизатор
;
9 –
Қуритиш
дастгоҳи
; 10 –
Қиздириш
печи
.
SiO
2
8-расм. ОКМК мис эритиш заводи ташландиқ шлакларини қайта ишлаш
учун ишлаб чиқилган технологик схеманинг аппаратлар занжири
1-жадвал
Олтин саралаш фабрикалари ташландиқ чиқиндиларининг кимѐвий таркиби
Номи
Кимѐвий компонентлар, %
Cu
Pb
Zn Al Au,
г/т
Ag,
г/т
Fe
Mo
SiO
2
S
МОСУ
(НКМК)
0,006 0,02 0
13,7 0,36 1,7
4,46 нишон
а
60,0 0,71
Чиқинди
сақлаш жойи
ЧОҚОР
(ОКМК)
Чиқинди
сақлаш жойи
0,007 0,03 0,02 15,0 0,15 0,63 3,00
0,005
59,0 0,6
Олинган намунанинг миқдорий таркиби спектрал, масс-спектрометрик,
Au, Ag учун намуна анализи ва бошқа турдаги таҳлилларни ўз ичига олувчи
замонавий комплекс усуллардан фойдаланилди.
19
Au, Ag учун намуна анализи, спектрал ва масс спектрометрик
таҳлиллар ОКМК ва «Навоий кон-металлургия комбинати» Давлат корхонаси
(НКМК)нинг лабораторияларида олиб борилди. Олинган натижалар асосида
эксперимент ўтказиш методикаси яратилди.
2-жадвалда кремнийсизлантиришдан кейин, намунанинг таркибидаги
кремний икки оксиди ва бошқа қўшимчаларнинг миқдори, 3- ва 4-
жадвалларда эса кремний икки оксиди ва аммоний бифторид олишнинг
материал баланси келтирилган.
2-жадвал
Кремнийсизлантирилгандан сўнг кремний икки оксиди ва бошқа
қўшимчаларнинг миқдори
Намуна
№
Cu, %
Zn, %
Fe,%
SiО
2
Au, г/т
Ag, г/т
1
0,01
0,07
3,55
63,44
0,4
10,2
2
–
–
–
5,14
–
–
3
–
–
–
85,0
–
–
4
0,04
0,14
10,85
0,18
2,1
13,2
3-жадвал
Кремний икки оксиди олишнинг материал баланси
Номи
Кириш, кг
Номи
Чиқиш, кг
15 % NH
4
ОН
964,6
Н
2
О
857,1
(NH
4
)
2
SiF
6
184
NH
4
F
228,2
SiO
2
62,2
Жами
1148,6
Жами
1147,32
4-жадвал
Аммоний бифторид олишнинг материал баланси
Номи
Кириш, кг
Номи
Чиқиш, кг
NH
4
F
228,2
NH
4
F*HF*H
2
O
231,28
H
2
O
850,9
H
2
O
795,4
NH
3
52,42
Жами:
1079,1
Жами:
1079,1
Олинган аммоний бифторид кейинги партияни фторлаш учун
ишлатилди.
20
«Техноген чиқиндилар таркибидан олтин, кумуш, темир ва
кремний икки оксидини ажратиб олиш усулларини яратиш»
деб
номланган тўртинчи бобда тоғ-кон саноати техноген чиқиндиларини қайта
ишлашни ишлаб чиқилган усуллари келтирилган.
Фторид аммоний ѐрдамида 170-190
0
С да чиқинди таркибини кремний
ва бошқа қўшимча металларнинг аммоний фторидли комплекс бирикмаси
ҳосил бўлиши ҳисобига очиш, АГФСни технологик газларни совутиш йўли
билан 350-390
0
С ҳароратларда сублимацион ажратиб олиш, кремний икки
оксидини олиш учун аммиакли сувда эритиш ва қайта ишлаш, АГФСни
десублимация қилиш, кремний икки оксиди бўтанасидан фильтрлаш,
қуритиш ва қиздириш йўли билан кукун ҳолидаги тайѐр маҳсулотни олиш,
аммиакнинг асосли эритмасини буғлатириш, фторлаш босқичига қайтариш
мақсадида аммоний фторидни кристаллизациялаш жараѐнларини ўз ичига
олган, Олтин сақловчи хом ашѐларни қайта ишлаш усули яратилди. Қолдиқ
маҳсулотдан олтин ва кумушни цианлаш усули ѐрдамида ажратиб олинди.
Шихтанинг таркибидаги кремний икки оксиди миқдорига нисбатан
стехиометрик тарзда аммоний фторид билан ишлов берилиши ва кремний
икки оксидини ажратиб олиниши бир босқичда нисбатан паст ҳароратларда
олиб борилиши, олтин ва кумушни эса цианлаш усулида ажратиб олиниши
билан усул бошқаларидан ажралиб туради.
Тоблаш ва эритиш йўли билан металл ҳолидаги темирни бошқа
аралашмалардан тозалаш усулини ишлаб чиқилди. Шлак таркибидан темир
аммоний фторид тузини қўшиб тоблаш орқали ажратиб олинди. Аммоний
фторид кремний икки оксиди билан таъсирлашиб 320-340
0
С ҳароратда
сублимацияланувчи учувчан бирикма ҳосил қилди. Аммоний фторид
миқдори стехиометрик тарзда танландики, аммоний фторид фақат кремний
икки оксидини парчалаш учун етарли бўлсин. Шлакларни куйдириш
ускунаси тўлиқ герметизацияланди.
Техноген чиқиндилар таркибидан темир ва кремний икки оксидини
ажратиб олиш усули яратилди. Аммоний гексафторсиликатга дастлабки
кремний икки оксиди аммоний фторид билан таъсирлашиш реакцияси (2)
натижасида ҳосил бўлган 15% ли аммиакли сув эритмаси билан ишлов
берилди, натижада (NH
4
)
2
SiF
6
суюқ ишқорли эритмада иссиқлиқ ажралиб
чиқиши ҳисобига гидролизланди.
Ҳосил бўлган чўкма фильтрланди, ювилди, қуритилиб 800
0
С ҳароратда
тобланди, натижада 99,9% софликдаги кремний икки оксиди олинади. Тайѐр
маҳсулот ҳолида олинган кремний икки оксиди, бу маҳсулотнинг импорт
ўрнини босишга олиб келди.
Диссертациянинг
«Кон-металлургия
саноати
техноген
чиқиндиларини қайта ишлаш жараѐнини бошқариш»
деб номланган
бешинчи бобида ишлаб чиқаришни автоматлаштириш муаммолари тизимли
позициясининг замонавий аҳволи таҳлили ва қайта ишлаш жараѐнининг
функционал структураси тадқиқоти натижалари келтирилган.
Тавсия этилаѐтган техноген маҳсулотлардан фойдали компонентларни
комплекс ажратиб олиш технологияси бўйича автоматик бошқариш тизимли
21
технологик жараѐнни, цехни ва корхонани автоматлаштиришнинг комплекс
тизими ишлаб чиқилди. Бунда минерал хом ашѐни қайта ишлашнинг
қуйидаги ўзига хос хусусиятлари аниқланди:
– жараѐнларнинг катта инерцияда ва юқори даражали шовқинда содир
бўлиши;
– бир-бирига боғлиқ бўлган ва кетма кет уланган қайта ишлаш
операциялари (босқич, бўлим, переделлар) сонининг кўплиги; – айрим
босқичларнинг узлуксиз давом этиши;
– қайта ишлаш жараѐнларининг давомийлиги (бир неча соатгача); –
турли участкалардаги параллел равишда уланган бир хилдаги технологик
агрегатларнинг (тизим) кўплиги:
– технологик ўзгаришларнинг узвий боғлиқлиги;
– жараѐнларда қўлланилаѐтган қувват турларининг, хом ашѐнинг ва
охирги маҳсулотнинг хилма-хиллиги.
Кон-металлургия саноати техноген чиқиндиларини қайта ишлаш
тизимини бошқаришнинг структуравий схемаси ва математик моделлари
тадқиқот қилинди.
«Кон-металлургия саноати техноген чиқиндиларини қайта
ишлашнинг истиқболлари ва иқтисодий самарадорлигини баҳолаш»
деб
номаланган олтинчи бобда ишлаб чиқилган технологик схеманинг иқтисодий
кўрсатгичларининг ҳисоблари, капитал маблағлари, ОСФ чиқиндиларини
қайта ишлашнинг таннарх калькуляцияси ва асосий техник-иқтисодий
кўрсатгичлари келтирилган.
Ишлаб чиқилган технологик схемадаги қайта ишлаш усулини ишлаб
чиқаришга жорий қилиниши натижасида фойдали компонентларни ажратиб
олиш даражаси оширилади ва йилига 10 000 т шлак қайта ишланганда 839,33
минг АҚШ долл. (2016 йил нархида) миқдорида иқтисодий самара олиш
имконияти вужудга келади.
Тавсия этилган, техноген хом ашѐларни галоганоаммоний усул билан
қайта ишлаш технологиясини ишлаб чиқаришга жорий қилиниши
натижасида вужудга келадиган муаммоларни ҳал этиш мақсадида ҳаѐт
фаолияти хавфсизлиги ва экологик аспектлар кўриб чиқилди.
ХУЛОСА
«Кон-металлургия саноатида ҳосил бўлган техноген маҳсулотларни
қайта ишлашга комплекс ѐндашишнинг ўзига хос хусусиятлари» мавзусидаги
диссертацияси бўйича олиб борилган тадқиқотлар асосида қуйидаги
хулосалар тақдим этилди:
1. Ишлаб чиқилган техноген хом ашѐларни галогеноаммоний усул
билан қайта ишлаш технологияси кон-металлургия саноати чиқиндиларидан
барча фойдали компонентларни ажратиб олишни сезиларли даражада
оширади, бу эса уларни қайта ишлашнинг иқтисодий самарадорлигини
таъминлайди.
22
2. Экспериментал тадқиқотлар билан аниқландики, қўлланилиб
келинаѐтган технологияларга нисбатан қайта ишланаѐтган техноген
чиқиндилар таркибидан кремний ва темир оксидларини тавсия этилаѐтган
технология ѐрдамида ажратиб олиш орқали қолган фойдали компонентларни
қўшимча ажратиб олиш имконини берувчи галогеноаммонийли усул
бирмунча самарали ҳисобланади.
3. Саноат-тажриба синовлари ўтказишда фойдали компонентларни
ажратиб олиш сифат ва миқдорий жиҳатдан ошганлиги аниқланди.
Дастлабки намунадагига нисбатан, кремний икки оксиди олиб ташлангандан
сўнг миснинг миқдори 4 маротаба, рух – 2 маротаба, темир – 3 маротаба
ошади. Қимматбаҳо металларнинг миқдори, хусусан: олтин – 5 марта, кумуш
эса 1,3 марта ошади.
4. Кейинчалик аммоний фторид ва кремний икки оксиди олиш учун
фойдаланиш мумкин бўлган, оралиқ маҳсулот аммоний гексафторсиликат
(NH
4
)
2
SiF
6
олинди. Ишлаб чиқариш қувватига кўра халқ хужалиги
маҳсулотларини ишлаб чиқаришга етарли бўлган, маҳаллийлаштириш ва
импорт ўрнини босувчи таркибида 99,9% SiO
2
бўлган «оқ кукун»
кўринишида кремний икки оксиди олинади.
5. Чодак ОСФ чиқиндилрини қайта ишлаш технологияси таклиф
этилди. Таклиф этилаѐтган технологиянинг 100 кг иккиламчи кекни қайта
ишлаш мисолида материал баланси ҳисоблаб чиқилди. 97,8% реагент
регенарация қилиниб жараѐнга қайтарилиши натижасида кремний икки
оксиди ва аммоний фторид чиқиши аниқланди.
6. Олтин ажратиб олиш фабрикаларининг ташландиқ бўтаналаридаги
цианид бирикмаларини зарарсизлантириш усули ишлаб чиқилди. Бунинг
натижасида, эритмаларда нодир металлар концентрацияси куйидаги
кўрсатгичларга эга бўлди: олтин – 0,6-0,7 мл/л, кумуш – 3,0-3,5 мл/л, цианид
концентрацияси С
HCN
– 0,02%.
7. Технологик аҳволни (шароитни) ва хом ашѐнинг тавсифини ҳисобга
олиб, ишлаб чиқилган технологик жараѐннинг математик модели,
ресурсларни рационал тақсимлаш ва жараѐннинг оптимал ишлашини
таъминлашга имкон беради.
8. Нодир металларни танлаб эритиш амалиѐти ва назариясининг
замонавий аҳволини таҳлил қилиш асосида, ноорганик кислоталар ва
оксидловчиларни қўллаб танлаб эритиш схемаси ишлаб чиқилган, бу
технологик схема олтин ажратиб олиш фабрикаларининг чиқинди
бўтаналаридан қимматбаҳо моддаларни қўшимча ажратиб олиш имконини
беради.
9. ОКМК мис эритиш заводининг ташландиқ шлакларидан темир олиш
усули, кон-металлургия ишлаб чиқариши техноген чиқиндиларини қайта
ишлашнинг технологик режимлари ва схемаси ишлаб чиқилган. Бунда хом
ашѐдан темирни ажратиб олиш даражаси 95.06 %ни ташкил этади.
10. Олтин ажратиб олиш фабрикаларининг ташландиқ чиқиндиларидан
қимматбаҳо моддаларни қўшимча ажратиб олиш усули ишлаб чиқилган.
Ишлаб чиқилган усулнинг паст таннархлилиги ва фторлаш реагентларини
23
қайтадан қўллаш имконияти, ОКМКда 10 000 т кон-металлургия ишлаб
чиқариши техноген чиқиндиларини (шлаклар) қайта ишлашда олинган
маҳсулотни сотиш натижасида йиллик даромад, 2,8 млрд. сўмни ташкил
этади (2016 йил нархларида).
11. Чиқиндилардан кремний диоксиди (99,9% тозалигидаги оқ кукун)
олиш усули ишлаб чиқилган.
24
НАУЧНЫЙ СОВЕТ DSc.27.06.2017.T.06.01 ПО ПРИСУЖДЕНИЮ
УЧЕНЫХ СТЕПЕНЕЙ ПРИ НАВОИЙСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ
ГОРНОМ ИНСТИТУТЕ И ТАШКЕНТСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ
ТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
САМАДОВ АЛИШЕР УСМАНОВИЧ
ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА
ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ
ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ
04.00.14 – Обогащение полезных ископаемых
АВТОРЕФЕРАТ
ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК (DSc)
Ташкент – 2017
25
Тема диссертации доктора наук (DSc) зарегистрирована в Высшей аттестационной
комиссии при Кабинете Министров Республики Узбекистан за В2017.1.DSc/Т3
Диссертация выполнена в Ташкентском государственном техническом университете.
Автореферат диссертации на трех языках (узбекский, русский, английский (резюме)) размещен на
веб-странице Научного совета (www.ndki.uz) и на Информационно-образовательном портале
«ZiyoNet» (www.ziyonet.uz).
Научный консультант: Санакулов Кувандик
Заслуженный работник промышленности Республики
Узбекистан, доктор технических наук, профессор
Официальные оппоненты: Абдурахмонов Сойиб Абдурахмонович
доктор технических наук, профессор
Тусупбеков Несипбай Куандекович
доктор технических наук, профессор
Эргашев Улугбек Абдурасулович
доктор технических наук
Ведущая организация: Государственное предприятие «Институт минеральных
ресурсов»
Защита диссертации состоится «___» ________ 2017 года в «___» часов на заседании
Научного совета DSc.27.06.2017.T.06.01. (Адрес: 210100, г. Навои, ул. Жанубий, 27. Тел.: 0 (436)
223-00-55; факс: 0 (436) 223-00-55; e-mail: navggi@intal.uz, nsmi@gmail.com).
С диссертацией можно ознакомиться в Информационно-ресурсном центре Навоийского
государственного горного института (зарегистрирован за №___ ). Адрес: 210100, г. Навои, ул.
Жанубий, 27. Тел.: 0 (436) 223-56-90; факс: 0 (436) 223-00-55.
Автореферат диссертации разослан «____» _________ 2017 года.
(реестр протокола рассылки №_____ от _________ 2017 года).
Б.Р.Раимжанов
И.о. председателя Научного совета по присуждению
ученых степеней, д.т.н., профессор
Ш.Ш.Зоиров
Ученый секретарь Научного совета по
присуждению ученых степеней, д.т.н.
Ю.Д.Норов
Председатель научного семинара при Научном
совете по присуждению ученых степеней, д.т.н., профессор
26
ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации доктора наук
(DSc)
)
Актуальность и востребованность темы диссертации.
Для
удовлетворения потребностей в металлах ежегодно в мире извлекается более
10 млрд. т различных видов полезных ископаемых. Вместе с тем идет
тенденция снижения содержания ценных компонентов в добываемых рудах,
ухудшается состояние месторождений и сокращаются запасы практически
всех видов полезных ископаемых. В современной горнодобывающей
промышленности
отходы
горно-металлургического
производства
в
дальнейшем должны комплексно перерабатываться, а реагенты, участвующие
в процессах извлечения ценных компонентов, должны подвергаться полной
безопасной утилизации или регенерации и возврату в производство.
С обретением независимости Республики выполнен ряд важных работ
по внедрению и совершенствованию действующих технологий извлечения
цветных и благородных металлов. В этой связи необходимо особо отметить
внедрение
современных
технологий
для
производства
экспортоориентированных
продуктов
и
материалов
путем
совершенствования технологий переработки упорного сырья при повышении
общей степени извлечения полезных компонентов. В стратегии действий по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан
1
2
определены задачи по
своевременному выполнению мероприятий программ по глубокой
переработке минерально-сырьевых ресурсов при реализации инвестиционных
проектов и продолжению политики стимулирования локализации
производства, при этом особое внимание уделяется переработке техногенных
образований горно-металлургических производств.
На сегодняшний день во всем мире ведется разработка эффективных
методов переработки минеральных ресурсов и полиметаллических руд,
извлечение из них всех полезных компонентов, разработка малоотходных и
безотходных технологии, вовлечение всех техногенных образований горно
металлургической промышленности (отходы горной промышленности,
обогатительных фабрик, жидкие и твердые отходы гидрометаллургических и
пирометаллургических процессов) в производство, разработка технологии
разделения многокомпонентных силикатных систем (какими являются
металлургические шлаки и хвосты) на индивидуальные оксиды,
обеспечеваюшие извлечение полезных компонентов с возвратом в процесс
всех
вспомогательных
реагентов,
обеспечивающей
дополнительное
извлечение ценных компонентов, и являющейся актуальной задачей данной
сферы.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит
выполнению задач, предусмотренных в Постановлении Президента
Республики Узбекистан №ПП-1442 от 15 декабря 2010 г. «О приоритетах
развития промышленности Республики Узбекистан в 2011-2015 годах»,
2
1
Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям развития Республики Узбекистан в 2017-2021
годах / Сборник законодательных документов Республики Узбекистан, 2017.
–
№6.
27
Указах № УП-4707 от 04 марта 2015г. «О программе мер по обеспечению
структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства
в 2015-2019 гг.» и №УП-4947 от 7 февраля 2017 г. «О стратегии действий по
дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других
нормативно-правовых документах, принятых в этой сфере.
Соответствие исследования с приоритетными направлениями
развития науки и технологий республики.
Данное исследование
выполнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и
технологий республики VII. «Науки о земле (геология, геофизика,
сейсмология и переработка минерального сырья)».
Обзор зарубежных научных исследований по теме диссертации.
Научные исследования по переработке техногенных отходов цветной
металлургии,
усовершенствованию
действующих
технологических
процессов с целью комплексного извлечения ценных компонентов и
разработки безотходной и малоотходной технологии ведутся в ведущих
научных центрах и высших образовательных учреждениях мира, в том числе
в: University of Nevada (США); University of Utah (США); University of the
Witwatersrand (ЮАР); Seoul Nation University of Science and technology
(Южная Корея); Institute of Condensed Matter Chemistry (Франция); Томском
политехническом университете, Дальневосточном отделении Российской
Академии наук (Россия); институте высоких технологий (Казахстан); научно
производственном предприятии «Цирконий» (Украина); лаборатории
электронной микроскопии (ЕМАТ, Бельгия) университете Антверпена
(RUCA, Бельгия), Национальном исследовательском технологическом
университете (Московский институт стали и сплавов, Россия), Навоийском
государственном горном институте, ГУП «Фан ва тараккиѐт» Ташкентского
государственного технического университета (Узбекистан).
В результате исследований по повышению эффективности извлечения
ценных компонентов из руд, проведенных в мире, получен ряд научных
результатов, в том числе: оптимизированы высокотемпературные химические
и металлургические процессы (University of Utah, США); разработаны
технологии по гидрометаллургическому и пирометаллургическому способам
переработки руд цветных и благородных металлов (University of the
Witwatersrand, ЮАР); разработаны способы
переработки никелевых
забалансовых руд и фторидной переработки
ильменита (Томский
политехнический университет, Россия); разработаны технологии переработки
шлаков черной металлургии и переработки ломов и отходов благородных
металлов, переработки электронного лома (Московский институт стали и
сплавов, Россия); разработан способ производства циркониевой продукции по
галогенидным схемам (Институт высоких технологий, Казахстан).
В настоящее время в мире по извлечению полезных компонентов из
забалансовых руд золота и меди, а также техногенных отходов по ряду
приоритетных направлений проводятся исследования, в том числе: кучное
выщелачивание за балансовых золотосодержащих и медных руд;
28
биотехнологический способ переработки отвалов сульфидных руд;
переработка
клинкера
цинкового
производства
электрохимическим
способом; переработка лежалых хвостов гидрометаллургических заводов;
переработка шлаков пирометаллургических заводов; повышение количества
выпуска продукции в результате обогащения руд и переработке отходов
золотоизвлекательных фабрик.
Степень изученности проблемы.
Исследования, посвященные
изучению теории процесса обогащения и переработке различных отходов и
минеральных ресурсов по пирометаллургическим и гидрометаллургическим
способам, проводились А.П.Виноградовым, И.В.Петряновым, Б.Н.Ласкори
ным, Н.Н.Семеновым, Э.В.Адамовым, И.Ф.Барышниковым, А.В.Ванюковым,
Ю.П.Куприяновым, И.Ф.Худяковым и др. В различных регионах мира
осуществлялись
научные
исследования
в
области
рационального
использования минеральных ресурсов и улучшению технологического
процесса их переработки: Hector Jordan, Angel Saqhueza, Veronica Ganter,
Bevilaqua D., Acciari H.A., Benedetti A.V., Fugivara C.S., Garciae Jr., O.
Fremiliosi Filho G, Yacques V., Wiertz, Magda Mateo, Berg H. и др. Проблемам
переработки отходов горно-металлургических предприятий посвятили свои
научные исследования А.П.Виноградов, Б.Н.Ласкорин, И.В. Петрянов,
К.Санакулов, Н.Н.Семенов, А.С.Хасанов, А.А.Юсупходжаев, М.М.Якубов и
др. Изучению вопросов галогеноаммонийной технологии переработки сырья
и отходов посвящены научные исследования А.А.Андреева, А.Н.Дьяченко,
А.А.Чижика, И.П.Наркевича, М.Эрназарова и др.
В
мировой
практике
усовершенствование
действующих
технологических процессов по переработке минерального сырья для
получения дополнительных металлов с целью комплексного извлечения
ценных компонентов из отходов горно-металлургических предприятий
приобретает в настоящее время большую актуальность при создании новых
высокорентабельных технологий переработки техногенного сырья.
Связь темы диссертации с научно-исследовательскими работами
высшего образовательного учреждения, где выполнена диссертация.
Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно
исследовательских работ Ташкентского государственного технического
университета на темы: «Разработка ресурсо и энергосберегающих
технологий переработки местных минеральных ресурсов и техногенных
образований» (2015-2017 гг.); «Галогеноаммонийная технология переработки
хвостовых отходов» (2015 г.) и «Разработка технологии комплексной
переработки хвостовых отвалов Чадакской золотоизвлекательной фабрики
(ЧЗИФ)» (2015 г.).
Целью исследования
является разработка и создание технологии по
переработке техногенных образований горно-металлургических производств
путем разработки способов извлечения золота, серебра, железа и диоксида
кремния, обеспечивающих увеличение производства цветных, благородных и
черных металлов в металлургической отрасли.
29
Задачи исследования:
анализ ранее выполненных исследований по переработке техногенных
образований горно-металлургических производств;
комплексные исследования переработки техногенных образований
горно-металлургических производств;
разработка технологии извлечения золота, серебра, железа и диоксида
кремния из техногенных отходов;
разработка алгоритма управления технологическими процессами
переработки техногенных образований горно-металлургических производств;
промышленное внедрение и определение экономической эффективности
разработанных способов переработки техногенных отходов
горно-металлургических производств;
составление на основе выполненных исследований комплекса
нормативной документации для внедрения в производство.
Объектом
исследования
являются техногенные образования металлургических
производств.
Предмет
исследования:
способы
переработки
техногенных
образований с применением галогеноаммонийных солей, неорганических
кислот и окислителя.
Методы исследований.
При выполнении диссертационной работы
использованы комплексные методы исследований, включающие научные
обобщения,
экспериментальные
исследования
в
лабораторных
и
промышленных условиях по переработке техногенных образований с
использованием галогеноаммонийных солей, неорганических кислот и
окислителя, а также методов математической статистики и корреляционного
анализа результатов испытаний с применением современной компьютерной
техники.
Научная новизна исследования
заключается в следующем: на основе
изучения процесса фторирования определена степень разложения
силикатных соединений в зависимости от подогрева образца техногенных
образований при различных температурах и установлено, что с увеличением
времени подогрева образца до 120 мин. и при температурах, равных 90, 115 и
135
0
С, степень превращения диоксида кремния в процессе фторирования
возрастает;
установлено, что при увеличении времени подогрева образца до 120
мин. при температуре 90
0
С степень образования диоксида кремния
возрастает до 58%, увеличение подогрева до 115
0
С сопровождается
увеличением степени превращения диоксида кремния до 78%, а подогрев
образца до 135
0
С способствует увеличению степени превращения диоксида
кремния до 98%;
на основе изучения процесса образования гексафторсиликата аммония
установлено, что фторирование диоксида кремния зависит от температуры
подогрева, при увеличении температуры подогрева от 130 до 200
0
С
происходит активное выделение аммиака, а дальнейшее увеличение
температуры пассивно влияет на процесс его выделения; при увеличении
30
температуры подогрева от 150 до 320
0
С гексафторсиликат аммония
переходит в газовую фазу, дальнейшее увеличение температуры не влияет на
процесс
образования
гексафторсиликата
аммония;
при
снижении
температуры до 200
0
С гексафторсиликат аммония конденсируется в
порошкообразную фазу;
на основе исследования времени протекания процесса изучено
взаимодействие гексафторсиликата аммония с гидроксидом аммония и его
зависимость от времени при различных температурах; при воздействии 10%-
го раствора гидроксида аммония на гексафторсиликат аммония в течение 90 с
при температурах 20, 30, 40 и 50
0
С, последний растворяется при массе,
соответственно, 0,76, 0,80, 0,84 и 0,90 г, а при взаимодействии раствора
(более 90 с) при различных температурах растворимость существенно не
меняется;
определены кинетические параметры сублимации гексафторсиликата
аммония в зависимости от снижения массы образца техногенных
образований, в результате которого установлено, что с увеличением
температуры подогрева массы образцов техногенных образований, равной
350
0
С, в течение 60 мин. гексафторсиликат аммония (70%) переходит в
газовую фазу, увеличение температуры до 400
0
С в течении 30 мин.
сопровождается также переходом гексафторсиликат аммония (90%) в
газовую фазу, при увеличении температуры образцов до 450
0
С 100%-ое
соединение гексафторсиликат аммония переходит в газовую фазу;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из
хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации
серной кислоты, обеспечивающих максимальное доизвлечение данного
металла; при увеличении концентрации серной кислоты с 5 до 15 мл/л
происходит бурная реакция по извлечению серебра, а увеличение
концентрации более 15 мл/л не дает существенного изменения в процессе
доизвлечения;
определены оптимальные параметры выщелачивания серебра из
хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации
азотной кислоты, равной от 5 мл/л до 45 мл/л, и установлено, что с
увеличением концентрации азотной кислоты от 5 до 45 мл/л происходит
бурная реакция по извлечению серебра, а дальнейшее увеличение
концентрации азотной кислоты (более 45 мл/л) не дает существенного
изменения при извлечении серебра;
определены оптимальные параметры выщелачивания золота и серебра
из хвостов золотоизвлекательных фабрик в зависимости от концентрации
смеси азотной и серной кислот, равной 25 мл/л с добавлением в качестве
окислителя калия нитрата в концентрациях от 1 до 8 г/л;
установлено, что при увеличении концентрации окислителя нитрата
калия в концентрациях от 1 до 3 г/л происходит активное извлечение золота и
серебра, дальнейшее увеличение концентрации окислителя нитрата калия
(более 3 г/л) не дает существенного изменения при извлечении золота и
серебра.
31
Практические результаты исследования
заключается в следующем:
разработан способ переработки золотосодержащего сырья, включающий
вскрытие хвостов при температуре 170-190
0
С фторидом аммония и с
образованием фтороаммонийных комплексов кремния, а также примесных
металлов. В динамике исследования разработан сублимационный процесс
гексафторсиликата аммония (ГФСА) при температуре 350-390°С, адсорбция
аммиака из газовой фазы, десублимация ГФСА путем охлаждения
технологического газа с его последующим растворением и обработкой
аммиачной водой для получения диоксида кремния, фильтрование из пульпы
оксида кремния, его сушка и прокалка с получением готовой продукции в
виде порошка, упарка аммиачных маточников, кристаллизацию фторида
аммония, который затем возвращают на стадию фторирования. Золото и
серебро из остатков извлекают методом цианирования;
разработан способ извлечения железа из шлаков, образующихся при
производстве меди, включающий отделение кремния из основы фтористым
аммонием, научной новизной которого является отделение железа магнитной
сепарацией, при которой железо подвергают плавке в индукционной печи для
получения готовой продукции при температуре 1300
0
С;
разработан способ получения железа и диоксида кремния из
техногенных образований с использованием фторидной технологии. Научной
новизной данного исследования является обработка 15%-ным раствором
аммиачной воды гексафторсиликата аммония, которая образуется в
результате взаимодействия исходного диоксида кремния с фторидом
аммония.
Выпавший
осадок
фильтруется,
промывается, сушится,
прокаливается при температуре 800
0
С с получением диоксида кремния
чистотой 99,9%.
Достоверность
результатов
исследования.
Достоверность
результатов исследования доказана значительным объемом лабораторных
экспериментов по определению эффективных параметров и режимов
переработки шлаков медного производства, золотосодержащих хвостов
золотоизвлекательных фабрик, железа и диоксида кремния, а также
разделение многокомпонентных силикатных систем на отдельные оксиды, на
основе которых разработаны способы извлечения золота, серебра, железа и
диоксида кремния из техногенных образований удовлетворительной
сходимостью и количественным подтверждением извлечения ценных,
благородных и черных металлов в промышленных условиях.
Научная и практическая значимость результатов исследования.
Научная
значимость результатов исследования определяется разработкой механизма
взаимодействия компонентов исходного сырья с галогеноаммонийными
соединениями, позволяющими выделить диоксид кремния из
многокомпонентных силикатных систем, а также теоретическим
обоснованием целесообразности применения галогеноаммонийных
технологий для переработки сложно структурных техногенных образований.
Практическая значимость результатов исследования определяется
разработкой технологической схемы и цепи аппаратов галогеноаммонийной
32
технологии переработки техногенных образований, позволяющих повысить
эффективность комплексного извлечения ценных компонентов.
Внедрение
результатов исследования.
В результате комплексного подхода переработки техногенных
образований горно-металлургических производств:
на способ извлечения железа из шлаков (№ IAP 04650 от 23.01.2013 г.)
получен патент на изобретение Агентства по интеллектуальной
собственности Республики Узбекистан. В результате позволил разделить
многокомпонентные сложные силикатные системы на отдельные оксиды;
на способ переработки золотосодержащего сырья (№ IAP 05376 от
24.03.2017 г.) получен патент на изобретение Агентства по интеллектуальной
собственности Республики Узбекистан. В результате позволил переработать
упорное золотосодержащее сырьѐ;
Внедрение результатов научных исследований позволили разделить
многокомпонентные сложные силикатные системы на отдельные оксиды;
разработанная технология переработки отвальных шлаков внедрена на
медеплавильном заводе Алмалыкского горно-металлургического комбината
(справка Алмалыкского горно-металлургического комбината № 01-07/2076 от
19 ноября 2016 г.). В результаты позволила дополнительно получить железо,
диоксид кремния, благородные и цветные металлы.
Апробация результатов
исследования.
Апробация результатов данного исследования произведена на
15 республиканских и 10 международных научно-технических и
научно-практических конференциях.
Опубликованность результатов
исследования.
По теме диссертации опубликованы всего 44 научных работ,
из них 2 патента Республики Узбекистан, в научных изданиях,
рекомендованных для издания основных научных результатов диссертаций
Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан, изданы 13
статьи, в том числе 12 из которых изданы в республиканских и 1 в
зарубежных журналах,.
Структура и объѐм диссертации.
Структура диссертации состоит из
введения, шести глав, заключения, список использованной литературы,
приложений. Объем диссертации составляет 186 страниц.
33
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Во введении
обосновывается актуальность и востребованность
проведенного исследования, цель и задачи исследования, характеризуются
объект и предмет, показано соответствие исследования приоритетным
направлениям развития науки и технологий республики, излагаются научная
новизна и практические результаты исследования, раскрываются научная и
практическая значимость полученных результатов, внедрение в практику
результатов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.
В первой главе «
Анализ состояния исследований по переработке
техногенных отходов горно-металлургических производств»
проведен
анализ способов переработки техногенных отходов горно-металлургических
производств и дано современное состояние технологии переработки
техногенных образований. Анализ показал, что одним из перспективных
способов переработки, при котором разделяется сложная многокомпонентная
силикатная система на отдельные оксиды, является галогеноаммонийный
способ переработки техногенного сырья. При переработке техногенных
образований
происходит
одновременно
несколько
процессов:
обескремнивание
перерабатываемого
сырья;
превращение
сложных
силикатных соединений в простые; регенерация используемого реагента;
интенсивность обескремнивания перерабатываемого сырья, зависящая от
гранулометрического состава материала и температуры процесса.
Оценивая современное состояние переработки различных отходов
ГМП, получивших распространение в мировой практике, сделан вывод, что
необходимо создание новых промышленных способов переработки
техногенных образований, характерных для Республики Узбекистан.
Во второй главе диссертации «
Исследование и разработка
технологии переработки шлаков медного производства
» приведены
результаты лабораторных исследований переработки металлургических
шлаков медеплавильного завода АГМК, дано описание разработанной
принципиальной технологической схемы и цепи аппаратов разработанной
технологии. Приведены схема формирования техногенных образований
горно-металлургических
предприятий;
результаты
исследования
особенностей отвальных шлаков медного производства; исследования
изменений содержания железа и диоксида кремния в шлаках медного
производства;
методика
и
результаты
переработки
шлаков
галогеноаммонийными солями и разработанный способ извлечения ценных
компонентов из шлаков медного производства.
Для выделения ценных компонентов из шлаков необходимо отделение
диоксида кремния и отделение оксида железа. В связи с этим разработана
технология обескремнивания отходов горно-металлургических производств с
применением галогеноаммонийных (NH
4
F или NH
4
F
*
HF) солей:
34
SiO
2
+ 6NH
4
F = (NH
4
)
2
SiF
6
+ 4NH
3
+ 2H
2
O. (1)
Гексафторосиликат аммония, образующийся в результате протекания
химической реакции, обладает очень удобными, с точки зрения технологии,
физико-химическими свойствами. При нормальных условиях это твердое
вещество, а при температуре свыше 320
о
С оно сублимируется и переходит в
газовую фазу.
Преимуществом использования фторида аммония в качестве
обескремнивающего реагента является возможность его регенерации.
Растворимость в аммиачном растворе гексафторосиликата аммония
достигает 370 г/л при 70
0
С. При взаимодействии с аммиаком он
гидролизуется с выпадением в осадок в виде диоксида кремния по реакции:
(NH
4
)
2
SiF
6
+4NH
4
OH =SiO
2
+6NH
4
F+2H
2
O. (2)
Возможность регенерации фторида аммония позволяет организовать
непрерывный цикл обескремнивания и вывод кварцевой составляющей
хвостов в виде мелкодисперсного оксида кремния, сорта «белая сажа».
После фильтрационного отделения оксида кремния остается раствор
фторида аммония, который после упарки поступает на обескремнивание
новой
партии
техногенных
отходов.
Цикл
фтороаммонийного
обескремнивания приведен на рис. 1.
Рис. 1. Схема обескремнивания исследуемого объекта
Исследованиями
определены
термодинамические
показатели
взаимодействия компонентов техногенного сырья с фторидами аммония.
Определено равновесное состояние системы по химическим реакциям (2) и
(3). В результате взаимодействия компонентов техногенного сырья с
фторидами аммония получен диоксид кремния.
На
основании
термодинамического
анализа
получена
последовательность протекания химических реакций в зависимости от
температуры процесса:
35
Fe
3
O
3
+
NH
4
F·HF
(NH
4
)
3
FeF
6
·nNH
4
F
(NH
4
)
3
FeF
6
→
(NH
4
)
3
FeF
6
NH
4
FeF
4
FeF
3
Fe
2
O
3
(3)
На рис. 2 показано изменение степени разложения силикатных
соединений в процессе фторирования в зависимости от времени подогрева
образца при различных температурах.
Таким образом, на основе изучения процесса фторирования
определены степени превращения диоксида кремния в зависимости от
подогрева образца техногенных образований при различных температурах.
При фтороаммонийной переработке кварцевого сырья использованы
низкотемпературные процессы при температуре до 400
0
С. При фторидной
очистке диоксида кремния использован фторид аммония.
Рис. 2. Изменение степени разложения силикатных соединений в
процессе фторирования в зависимости от времени подогрева образца
при различных температурах
Помимо экологической безопасности и низкой энергоѐмкости
разработанной технологии переработки техногенных отходов ГМП и
получения
дополнительных
ценных
компонентов,
экономическая
эффективность способа, прежде всего, связана с достаточно простой и
полной регенерацией фторирующего агента. Равновесный состав газовой
фазы и реакции фторирования диоксида кремния представлены на рис. 3.
Определение возможности обескремнивания техногенного сырья с
помощью фторидов аммония проводилось по методике в следующей
последовательности:
−
навеска шлака шихтуется в зависимости от содержания диоксида
кремния с бифторидом аммония по стехиометрии;
−
шихта загружается в печь и герметично закрывается свод;
−
процесс
проводился при температурах 100°С, 150°С, 200°С, 250°С и
продолжительности 10, 20, 40, 60 мин.;
−
после окончания процесса полученный продукт переносится в стакан
и заливается дистиллированной водой;
−
фильтрованием пульпа разделяется на твердую и жидкую фазы;
36
−
твердый остаток на фильтре помещается в фарфоровый стакан,
заливают аммиачную воду с целью отделения бифторида аммония;
−
раствор
с осадком фильтруют, и твердый осадок ставят в воздушно
электросушильный шкаф для сушки (температура в сушильном шкафу не
более 60
0
С);
−
после остывания содержимая масса взвешивается, по разнице массы
остатка определяется степень реагирования.
Рис. 3. Равновесный состав газовой фазы реакции фторирования
диоксида кремния
Установлено, что твердый остаток растворяется в 10%-м растворе
(NH
4
)OH и в результате растворения образуется NH
4
F·HF, кинетика
взаимодействия, которой представлена на рис. 4. Установлено, что после
остывания определяется степень реагирования гексафторосиликата аммония
с гидроксидом аммония путем взвешивания по убыли массы образца.
Рис. 4. Кинетика взаимодействия 10% раствора (NH
4
)OH с (NH
4
)
2
SiF
6
На
рис. 5 приведено изменение кинетических параметров сублимации
гексафторсиликата аммония в зависимости от температуры и времени,
определенной по снижению массы образца. На основе кинетических
исследований изучены взаимодействия гексафторсиликата аммония с
гидроксидом аммония в зависимости от времени и при различных
температурах. Установлено, что при взаимодействий 10%-го раствора
37
гидроксида аммония с гексафторсиликатом аммония в течении 90 с при
температурах 20, 30, 40 и 50
0
С гексафторсиликат аммония растворяется,
соответственно 0,76, 0,80, 0,84 и 0,90 г. При дальнейшем увеличении времени
взаимодействия раствора (более 90 с) растворимость существенно не
изменяется.
Рис. 5.
Кинетические параметры сублимации гексафторсиликата
аммония в зависимости от снижения массы образца техногенных
образований ГМП
Определены кинетические параметры сублимации гексафторсиликата
аммония в зависимости от снижения массы образца техногенных
образований. Установлено, что с увеличением температуры подогрева массы
образцов техногенных образований до 350
0
С в течении 60 мин, до 400
0
С в
течении 30 мин и до 450
0
С в течении 15 мин 70, 90 и 100%, соответственно,
гексафторсиликата аммония переходит в газовую фазу.
Исследования
по
обескремниванию
и
обезжелезиванию
металлургических шлаков галогеноаммонийным методом проводились на
разработанной установке, не имеющей аналога в практике и состоящей из
печи для возгона, систем уловителей и поглотителя аммиака (рис. 6).
Для
вскрытия
силикатной
составляющей
отходов
горно
металлургических производств использовалась техническая смесь, состоящая
из 25% фторида аммония и 75% бифторида аммония. Отделение железа
проводилось методом магнитной сепарации. По результатам проведенных
исследований разработана технологическая схема переработки техногенных
образований (рис. 7), которая включает фторирование, сублимацию ГФСА,
получение аммиачной воды, получение мелкодисперсного оксида кремния,
регенерацию и повторное использование фторида аммония. Преимуществом
использования фторида аммония в качестве обескремнивающего реагента
является возможность его регенерации. Это позволяет организовать
непрерывный цикл обескремнивания и вывода кварцевой составляющей
хвостов в виде мелкодисперсного оксида кремния сорта «белая сажа».
38
2
6
5
3
7
1
1 – исследуемый образец 2 – металлический стакан
3 – печь
4 – термопара
5,6 – система уловителей
7 – поглотитель аммиака
4
Рис. 6. Схема экспериментальной установки обескремнивания
и обезжелезивания металлургических шлаков
Рис.
7. Технологическая схема переработки отвального шлака АГМК
39
На основе технологической схемы переработки отвального шлака
медеплавильного завода АГМК разработана схема цепи аппаратов
переработки отвального шлака, представленная на рис. 8.
Третья глава диссертации
«Исследование и разработка технологии
переработки золотосодержащих хвостов»
посвящена экспериментальным
исследованиям
переработки
лежалых
золотосодержащих
хвостов
галогеноаммонийным методом с целью извлечения драгоценных металлов.
Основу хвостовых отвалов составили оксиды кремния. Разработана
технология переработки лежалых хвостов с целью удаления оксида кремния
от основы фторидом аммония или бифторидом аммония.
Для проведения лабораторных исследований отобраны пробы массой
100 кг из отвалов Марджанбулакского золото-извлекательного участка
(МЗИУ) и Чадакского золото-добывающего рудника (ЧЗДР) точечным
методом, химический и вещественный состав пробы которых приведен в
табл. 1.
Вещественный состав пробы хвостов МЗИУ изучен с использованием
комплекса современных методов, включающих полуколичественный,
спектральный, масс-спектрометрический, пробирный анализ Au, Ag и
некоторые другие виды анализов.
Рис. 8. Схема цепи аппаратов разработанной технологической схемы
переработки отвального шлака АГМК
40
Таблица 1
Химический состав лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик
Наименование
Химические компоненты, %
Cu Pb Zn Al Au,
г/т
Ag,
г/т
Fe Mo SiO
2
S
Хвостохранили
ще МЗИУ
(НГМК)
0,36
1,7 4,4
6
Сл. 60,0 0,7
1
Хвостохранили
ще ЧЗДР
(АГМК)
0,02
0,63
0
05
59,0 0,6
Пробирный, спектральный и масс-спектрометрический анализы на Au и
Ag выполнялись в лабораториях АГМК и НГМК, в результате которых
разработана методика проведения экспериментов.
В табл. 2 приведены результаты содержания оксида кремния и других
примесей после обескремнивания, в табл. 3 и 4 – материальный баланс
получения диоксида кремния и бифторида аммония.
Таблица 2
Содержание оксида кремния и других примесей
после обескремнивания
№ проб
Cu, %
Zn, %
Fe,%
SiО
2
Au, г/т
Ag, г/т
1
0,01
0,07
3,55
63,44
0,4
10,2
2
–
–
–
5,14
–
–
3
–
–
–
85,0
–
–
4
0,04
0,14
10,85
0,18
2,1
13,2
Таблица 3
Материальный баланс получения диоксида кремния
Наименование
Приход, кг
Наименование
Расход, кг
15 % NH
4
ОН
964,6
Н
2
О
857,1
(NH
4
)
2
SiF
6
184
NH
4
F
228,2
SiO
2
62,2
Всего
1148,6
Всего
1147,32
Таблица 4
Материальный баланс получения бифторида аммония
Наименование
Приход, кг
Наименование
Расход, кг
NH
4
F
228,2
NH
4
F*HF*H
2
O
231,28
H
2
O
850,9
H
2
O
795,4
NH
3
52,42
Итого:
1079,1
Итого:
1079,1
41
Получен бифторид аммония, который использовался для повторного
фторирования.
В четвертой главе «
Разработка способов извлечения золота, серебра,
железа и диоксида кремния из техногенных отходов»
приведены
разработанные способы переработки техногенных образований горно
металлургических производств.
Разработан
способ
переработки
золотосодержащего
сырья,
включающий вскрытие хвостов при температуре 170-190°С фторидом
аммония с образованием фтороаммонийных комплексов кремния и
примесных металлов, сублимационное отделение ГФСА при температуре
350-390°С, адсорбцию аммиака из газовой фазы, десублимацию ГФСА путем
охлаждения технологического газа, растворение его и обработку аммиачной
водой для получения диоксида кремния, фильтрование из пульпы оксида
кремния, его сушку и прокалку с получением готовой продукции в виде
порошка, упарку аммиачных маточников, кристаллизацию фторида аммония,
который затем возвращают на стадию фторирования. Извлечение золота и
серебра из остатков проводили методом цианирования. Способ отличается
тем, что осуществляется обработка фторидом аммония в стехиометрическом
соотношении по отношению к оксиду кремния шихты и проведением
отделения оксида кремния в одну стадию при относительно низкой
температуре, а перевод золота в раствор осуществляется цианированием.
Разработан способ получения металлического железа путем очистки
его от других компонентов с помощью обжига и плавки. Извлечение железа
из шлаков проводили путем обжига с добавлением соли фтористого аммония.
Фтористый аммоний, взаимодействуя с кремнием, образовал легколетучие
соединения, которые сублимируются при температуре 320-
340
0
С. Количество фторида аммония подбирался по стехиометрии так,
чтобы было достаточно только на разложение оксида кремния. Аппаратура
для обжига шлаков была полностью герметизирована.
Разработан способ извлечения железа и диоксида кремния из
техногенных отходов. Гексафторсиликат аммония обрабатывают 15%-ным
раствором аммиачной воды, которая образуется в результате взаимодействия
исходного диоксида кремния с фторидом аммония по реакции (2) и в водном
щелочном растворе (NH
4
)
2
SiF
6
гидролизуется с большим количеством тепла.
Выпавший осадок фильтруют, промывают, сушат, прокаливают при
температуре 800
0
С и получают диоксид кремния чистотой 99,9%. Отделение
диоксида кремния в виде готового продукта привело к импортозамещению
данного продукта.
В пятой главе диссертации
«Управление технологическим
процессом переработки техногенных образований горно
металлургических производств»
приведены результаты анализа системных
позиций современного состояния проблем автоматизации производств и
исследования функциональной структуры процесса переработки.
Разработана комплексная система автоматизации технологических
процессов, цехов и предприятий АСУ ТП по рекомендованной технологии
42
комплексного извлечения ценных компонентов из техногенных образований.
При этом выявлены следующие особенности переработки минерального
сырья:
– большая инерционность протекающих процессов и высокий уровень
помех;
– значительное число последовательно включенных и взаимосвязанных
перерабатывающих операций (переделов, участков, стадий); – непрерывность
протекания отдельных операций;
– существенная длительность перерабатывающих операций (до
нескольких часов);
– большое количество параллельно включенных однотипных
технологических агрегатов (линий) на различных участках; – много
связанность технологических переменных;
– разнообразие применяемых на процессах видов энергии, сырьевых и
выходных продуктов.
Исследованы математические модели и структурная схема системы
управления подсистемой технологического процесса переработки
техногенных отходов горно-металлургических производств.
В шестой главе
«Оценка экономической эффективности и
перспективы переработки техногенных образований горно
металлургических производств»
приведены результаты расчета
экономической эффективности разработанной технологической схемы,
капитальные затраты, калькуляция себестоимости переработки хвостов ЗИФ
и основные технико-экономические показатели.
При внедрении разработанного способа переработки по разработанной
технологической схеме повышена степень извлечения ценных компонентов и
получен годовой экономический эффект в размере 839,33 тыс. долл. США на
10 тыс. т шлаков.
Рассмотрены вопросы охраны труда, техники безопасности и
экологические аспекты, возникающие при внедрении рекомендованной
технологии переработки техногенного сырья галогеноаммонийным методом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На основе проведенных исследований по диссертации на тему
«Особенности комплексного подхода переработки техногенных образований
горно-металлургических производств» получены следующие выводы:
1. Разработанная технология переработки техногенного сырья
галогеноаммонийным методом значительно повышает извлечение всех
ценных компонентов из отходов горно-металлургических производств
,
что
обеспечивает экономическую эффективность их переработки.
2. Экспериментальными исследованиями установлено, что наиболее
эффективным способом переработки по сравнению с традиционными
считается галогеноаммонийный способ, позволяющий до извлекать ценные
компоненты по рекомендуемой технологии путем удаления оксидов кремния
43
и железа из перерабатываемых техногенных отходов.
3. Установлено количественное и качественное увеличение извлечения
ценных компонентов при проведении опытно - промышленных испытаний.
Так, содержание меди по отношению к исходной пробе после отделения
оксида кремния увеличивается в четыре раза, цинка - в два раза, железа – в
три раза. Содержание благородных металлов а именно: золота увеличено в 5
раз, серебра - в 1,3 раза.
4. Получен промежуточный продукт гексафторосиликат аммония
(NH
4
)
2
SiF
6
, который в дальнейшем может быть использован для получения
бифторида аммония и диоксида кремния. Получен диоксид кремния в виде
«белой сажи» с содержанием 99,9 % SiO
2
, который по производимым
объемам
будет
достаточен
для
производства
различных
народнохозяйственных материалов и способствует импортозамещению и
локализации
.
5. Предложена технология переработки хвостовых отвалов Чадакской
ЗИФ. Произведен расчет материального баланса предложенной технологии на
примере 100 кг вторичных кеков. Определены выходы диоксида кремния и
регенерации фтористого аммония путем регенерации на 97,8 % с повторным
использованием в производстве.
6. Разработан способ утилизации цианидов из сбросовых пульп
золотоизвлекательных
фабрик.
При
этом
достигнуто
содержание
благородных металлов в растворах: по золоту -0,6-0,7 мл/л, по серебру 3,0-3,5
мл/л, концентрация цианидов С
HCN
-0,02%.
7. Разработанные математические модели технологического процесса, с
учетом технологических ситуаций и характеристики сырья позволяют
рационально перераспределять ресурсы и добиваться оптимального
функционирования процесса.
8. На основе анализа современного состояния теории и практики
выщелачивания благородных металлов разработана схема доизвлечения
ценных компонентов из хвостовых пульп золотоизвлекательных фабрик с
применением неорганических кислот и добавлением окислителей.
9. Разработан способ получения железа из отвальных шлаков
медеплавильного завода АГМК, технологический режим и схема
переработки техногенных отходов горно-металлургических производств. При
этом извлечение железа из сырья составило 95,06%.
10. Разработан способ доизвлечения ценных компонентов из отвальных
хвостов золотоизвлекательных фабрик. За счет низкой себестоимости
разработанного способа и возможности повторного применения реагентов
фторирования при переработке техногенных отходов (шлаков) горно
металлургических производств при переработке 10000 т техногенной массы
на АГМК годовая прибыль от реализации продукции составляет 2,8 млрд.
сум (в ценах 2016 года).
11. Разработан способ получения диоксида кремния (белая сажа с
чистотой 99,9%) из отходов.
44
SCIENTIFIC COUNCIL ON AWARD OF SCIENTIFIC DEGREES DSc.
27.06.2017.T.06.01 AT THE NAVOI STATE MINING INSTITUTE AND
TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY
TASHKENT STATE TECHNICAL UNIVERSITY
SAMADOV ALISHER USMANOVICH
FEATURES OF INTEGRATED APPROACH
CONVERSIONS OF TECHNOGENIC EDUCATIONS MINING AND
METALLURGICAL PRODUCTIONS
04.00.14 – Mineral processing
DISSERTATION ABSTRACT
FOR THE DOCTOR OF SCIENCES (DSc) OF TECHNICAL SCIENCES Tashkent –
2017
45
The title of the doctor of Science (DSc) has been registered by the Supreme Attestation
Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan with registration numbers of
В2017.1.DSc/Т3.
The dissertation has been carried out at the Tashkent state technical university.
The abstract of the dissertation is posted in three (Uzbek, Russian and English (resume)) languages
on the webpage of the Scientific Council (www.ndki.uz) and on the website of «ZiyoNet» information
educational portal (www.ziyonet.uz).
Scientific Consultant: Sanakulov Kuvandik
Honored Worker of Industry Republic of
Uzbekistan, doctor of technical sciences, professor
Official opponents: Abdurahmonov Soyib Abdurachmonovich
Doctor of technical
sciences, Professor
Tusupbekov Nesepbay Kuandekovich
Doctor of technical sciences, Professor
Ergashev Ulugbek Abdurasulovich
Doctor of technical sciences
Leading organization: State Company
«
Institute Of Mineral Resources»
The defence of the dissertation will be held on «___»____________2017 at ____ at the meeting of
the Scientific council of scientific degrees DSc. 27.06.2017.T.06.01 at the Navoi State Mining institute
and Tashkent State Technical University 210100, Navoi, 27 Victory street; telephone: 0 (436) 223-77-11;
fax: 0 (436) 223-00-55; e-mail: navggi@intal.uz, nsmi@gmail.com.
The doctoral dissertation has been registered at the Information Resource Centre of the Navoi State
Mining Institute under No __ (Adress: 210100, Navoi, 27 Victory street; tel.: 0 (436) 223-56-90). fax: 0
(436) 223-00-55
The abstract of the dissertation is distributed on «___» ________ 2017.
Protocol at the register No __________dated «___»_________ 2017).
B.R.Raimjanov
Chairman of the scientific council for awarding
of the Scientific degrees, of Doctor of Sciences,
Doctor of technical sciences, professor
Sh.Sh. Zairov
Scientific Secretary of the Scientific Council
for awarding of the scientific degrees,
Doctor of technical sciences
Yu.D.Norov
Chairman of the Scientific under
Scientific Council for awarding the scientific
Degrees, of Doctor of Sciences,
Doctor of technical sciences, professor
46
INTRODUCTION (abstract of
DSc thesis
)
The aim of research work
is the development and creation of technologies
for processing man-made structures of mining and smelting industry by developing
methods of extracting gold, silver, iron, and silicon dioxide, providing an increase
in the production of non-ferrous, precious and nonferrous metals in the
metallurgical industry.
The object of the research work
is man-made formation of metallurgical
production.
Scientific novelty of the research work
is as follows:
based on the study of the process of fluorination determined the degree of
decomposition of silicate compounds, depending on the heating of the sample
man-made structures at different temperatures, it is found that with increasing time
of heating the sample to 120 minutes and at temperatures of 90, 115 and 135
0
С, the
conversion of the silica increases during the fluorination;
found that with increasing time of heating the sample to 120 minutes at a
temperature of 90
0
C grade silica formation increases to 58%, further heating to
increase accompanied by an increase 115
0
С silicon dioxide conversion to 78%,
heating the sample to 135
0
С increases the degree of transformation of silica to
98%;
by studying the formation of ammonium hexafluorosilicate it has been
established that fluoridation of silica depends on the heating temperature,
increasing from 30 to which the 160
0
С water evaporation occurs; further increase
in temperature does not affect the process of evaporation, by increasing the heating
temperature from 130 to 200
0
C is an active release of ammonia, further increase in
temperature passively affects the process of selection, studies have found that
increasing the heating temperature from 150 to 320
0
C ammonium
hexafluorosilicate passes into the gas phase, a further increase in temperature does
not affect the formation of ammonium fluorosilicate, by reducing the temperature
to 200
0
C hexafluorosilicate ammonium condensed into a powder phase;
based on a study of the process flow of time, to study the interaction of
ammonium hexafluorosilicate with ammonium hydroxide, and its dependence on
the time at different temperatures, during the study it was found that when
subjected to 10% ammonium hydroxide, ammonium hexafluorosilicate solution for
90 seconds at temperatures of 20, 30, 40 and 500C, the latter dissolves,
accordingly, a mass of 0,76, 0,80, 0,84 and 0,90, the solution also further increase
contact time (90 s) at different temperatures, the solubility does not change
significantly;
the kinetic parameters of the sublimation of ammonium hexafluorosilicate
according to the weight reduction of the sample man-made structures, it is found
that with increasing heating temperature sample weight manmade structures equal
350
0
C, passes into the gas phase for 60 minutes, ammonium hexafluorosilicate
(70%), increasing the temperature to 400
0
С for 30 minutes, it is also accompanied
by the transition of ammonium hexafluorosilicate (90%) in the gas phase, by
47
increasing the temperature to 450
0
С samples for 15 minutes a 100% ammonium
hexafluorosilicate compound passes into the gaseous phase;
the optimal parameters of leaching silver from the tailings gold extraction
fabric, depending on the concentration of sulphuric acid, which provides the
maximum additional recovery of these metals, with increasing concentration of
sulfuric acid with 5 to 15 ml/l of a violent reaction occurs on the extraction of gold
and silver, and an increase in their concentration is higher than 15 ml/l, no
significant changes in the additional recovery process;
Optimal parameters for leaching silver from gold extraction fabric tails
depending on nitric acid concentrations of from 5 ml/l to 45 ml/l, investigations
have shown that with increasing nitric acid concentration of 5 to 45 ml/l of a
violent reaction occurs on the extraction of gold and silver, further increasing the
concentration of nitric acid (45 ml/l more), no significant change in their
extraction;
optimal parameters for leaching gold and silver from the mill tailings,
depending on the concentration of nitric acid of 25 ml/l with the addition of
potassium nitrate as oxidant in a concentration of from 1 to 8 g/l was found that
increasing the concentration of the oxidizing agent;
potassium nitrate in concentrations of up to 1 g 3 g/l is an active recovery of
gold and silver, further increase in the concentration of potassium nitrate oxidizer
(more than 3 g/l), no significant change in their removal.
Implementation of the research results.
Implementation of the research
results. The results of complex prosessing technogenic wastes from metallurgical
prosessing are:
on the base of developed technology have got patent of Agency of intellectual
property of Republic of Uzbekistan («The way of processing metallurgical
technogenic formations for leaching iron», UZ № IAP 04650 from 23.01.2013 y).
By using this method may separate oxcide from many-component difficalt silicate
systems;
the developed methods of processing technogenic formations GMP and
effective parameters are introduced on smelter AMMC (reference № 01-07/2076
of 19 November 2016). The results of the implementation of the scientific results
have improved the extraction of gold, silver, iron, and silicon dioxide
The structure and volume of the thesis.
Structure of the thesis consists of
an introduction, six chapters, conclusions, list of references, applications. The
volume of the thesis is 186 pages.
48
ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LIST of PUBLISHED WORKS
I бўлим (I часть; part I)
1. Эрназаров М., Самадов А.У., Холикулов Д.Б. Исследование процесса
цианирования
золото-серебросодержащих
руд
//
Горный
вестник
Узбекистана. – Навои, 2009. – №1. – С. 79-80 (05.00.00; №7).
2. Ашуров М.Х., Ускенбаев Д.Е., Самадов А.У. Синтез кубического
карбида кремния из кремнезѐмистых минералов Узбекистана методом
высокочастотного плавки в холодном контейнеры // Химия и химическая
технология. – Ташкент, 2009. – №4. – С. 2-5 (02.00.00: №3).
3. Якубов М.М., Самадов А.У., Худояров С.Р., Санакулов У.К., Жураев Н.
Исследование процесса переработки отходов с содержанием благородных
металлов // Композиционные материалы. – Ташкент, 2013. – №2. – С. 36-38
(05.00.00; №13).
4. Самадов А.У., Эрназаров М., Санакулов У.К. Исследование извлечения
железа из шлаков галогеноаммонийным способом // Горный вестник
Узбекистана. – Навои, 2014. – №3. – С. 104-105 (05.00.00; №7).
5. Самадов А.У. Исследование процесса выщелачивания благородных
металлов из лежалых хвостов золотоизвлекательных фабрик // Вестник
ТашГТУ. – Ташкент, 2016. – №1. – С. 194–199 (05.00.00; №16).
6. Самадов А.У. Управление технологическими процессами извлечения
ценных компонентов из техногенных отходов горно-металлургических
производств // Вестник ТашГТУ. – Ташкент, 2016. – №2. – С. 236-241
(05.00.00; №16).
7. Самадов А.У., Мухаметджанова Ш.А., Саримсаков А.У., Ахмедова
Н.Э. Исследование возможности выщелачивания ценных компонентов
хвостовых пульп // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2016. – №3. – С.
114-116 (05.00.00; №7).
8. Санакулов К.С., Самадов А.У. Исследования особенностей
переработки отвальных шлаков медного производства // Горный вестник
Узбекистана. – Навои, 2016. – №4. – С. 103-108 (05.00.00; №7).
9. Самадов А.У. Управление технологическими процессами переработки
техногенных отходов // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2016. – №4. –
С. 116-120 (05.00.00; №7).
10. Эрназаров М., Самадов А.У. Определение степени регенерации
фтористого аммония // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2016. – №4. –
С. 133-136 (05.00.00; №7).
11. Санакулов К.С., Самадов А.У., Эрназаров М. Термодинамические
рассчеты взаимодействия компонентов техногенного сырья с фторидами
аммония // Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2017. – №1. – С. 138-142
(05.00.00; №7).
49
12. Эрназаров М., Самадов А.У. Исследование возможности
доизвлечения золота и серебра из хвостов золотоизвлекательных фабрик //
Горный вестник Узбекистана. – Навои, 2017. – №1. – С. 160-163 (05.00.00;
№7).
13. Санакулов К.С., Самадов А.У., Эрназаров М., Санакулов У.К.
Термодинамические рассчеты взаимодействия компонентов техногенного
сырья с фторидами аммония // Горный журнал. Специальный выпуск. –
Москва, 2017. – №2. – С. 121-126 (05.00.00; №28).
14. Якубов М.М., Самадов А.У., Мухаметджанова Ш.А.Таркибида нодир
металлар бўлган иккиламчи хом ашѐларнинг таснифи ва уларни қайта ишлаш
усуллари // Композиционные материалы. – Ташкент, 2017. – №2. – С. 64-66
(05.00.00; №13).
15. Патент РУз № IAP 04650. Способ переработки металлургических
шлаков для извлечения железа // Эрназаров М., Усманов Н., Самадов А.У.,
Санакулов У.К. // Зарегистрирован в государственном реестре изобретений
Республики Узбекистан 23.01.2013 г.
16. Патент РУз № IAP 05376. Способ переработки золотосодержащего
сырья // Эрназаров М., Самадов А.У., Санакулов У.К., Раимжанов Б.Р.,
Бекмурзаев Б.Б., Хасполадов В.Ш., Абдулхаметов А.А. // Зарегистрирован в
государственном реестре изобретений Республики Узбекистан 24.03.2017 г.
II бўлим (II часть)
17. Самадов А.У. Исследование цианирования упорных серебро
содержащих руд // Илмий мақолалар тўплами. Ёшларнинг изланишлари ва
ишлаб чиқаришнинг истиқболлари. – Тошкент, 1994. – 31-33 б.
17. Эрназаров М., Холматов М.М., Ахмаджонов У.М., Самадов А.У.
Фильтруемость цианистых растворов из руд с высоким содержанием серебра
// Сборник научных трудов на тему: «Оптимизация сложных
технологических процессов в горно-металлургической промышленности». –
Ташкент, 1995. – С. 16-17.
18. Эрназаров М., Холматов М.М., Ахмаджонов У.М., Самадов А.У.
Цианирование упорных серебросодержащих руд // Сборник научных трудов
на тему: «Оптимизация сложных технологических процессов в горно
металлургической промышленности». – Ташкент, 1995. – С. 17-19.
19. Самадов А.У. Управление технологическими процессами
переработки благородных металлов // Межвузовский сборник научных
трудов. Актуальные вопросы в области гуманитарных социально
экономических и технических наук. – Ташкент, 1996. – С. 93-96.
20. Эрназаров М., Самадов А.У. Исследование и разработка технологии
доизвлечения
серебра
из
продуктов
хвостохранилища
Чадакской
золотоизвлекательной фабрики // «Инновацион-технологик ривожланиш ва
кичик ишлаб чиқариш корхоналари тизимини яратиш муаммо ва
истиқболлари» (Инновация-97) Республика илмий-амалий конференцияси». –
Навои, 1997. – 78-81 б.
50
21. Самадов А.У. Исследование выщелачиваемости хвостовых пульп //
Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции (с
международным участием) «ISTIQLOL» на тему: «Нетрадиционные
технологии добычи и переработки полезных ископаемых – прогресс горной
науки XXI века». – Навои, 25-27 мая, 2000. – С. 126-127.
22. Самадов А.У. Изучение возможности извлечения металлов из
золото-серебросодержащих руд // Материалы международной научно
технической конференции на тему: «Современные техника и технологии
горно-металлургической отрасли и пути их развития». – Навои, 2010. –
С.112-113.
23. Holikulov D.B., Samadov A.U. Ikilamchi metallurgiya asoslari 5520400-
Metallurgiya ta`lim yo`nalishi talabalari uchun o’quv qo’llanma. – Тоshkеnt:
«Fan», 2010. – 208 b.
24. Холикулов Д.Б., Самадов А.У. Иккиламчи металлургия асослари.
5520400 – «Мeтaллургия» тaълим йўнaлиши тaлaбaлaри учун ўқув қўллaнмa.
– Тошкент: «Фан», 2011. – 288 б.
25. Эрназаров М., Самадов А.У. К вопросу кинетики растворения
магнитной фракции // Материалы научно-практической конференции на
тему: «Инновационные технологии горно-металлургической отрасли». –
Навои, 2011. – С. 195-196.
26. Эрназаров М., Самадов А.У., Санакулов У.К. Металлургия
корхоналари чиқиндиларини янги усулда қайта ишлаш имкониятлари //
Материалы VI Международной научно-практической конференции на тему:
«Современные техника и технологии горно-металлургической отрасли и пути
их развития». – Навои, 14-16 мая 2013. – С. 111.
27. Самадов А.У., Эрназаров М, Санакулов У.К., Мавлонов Х.,
Мирджалилова С. Современный метод переработки техногенных отходов
металлургического производства // Республиканская научно-техническая
конференция
на
тему:
«Современные
проблемы
рационального
недропользования». – Ташкент, 2013. – С. 178-179.
28. Бердияров Б., Худояров С., Юсупходжаев А., Валиев Х., Самадов
А.У. Исследование восстановления феррита цинка при вальцевании
цинковых кеков // Республиканская научно-техническая конференция на
тему: «Современные проблемы рационального недропользования». –
Ташкент, 2013. – С. 224-225.
29. Бердияров Б., Худояров С., Юсупходжаев А., Валиев Х., Самадов
А.У. Исследование образования и предотвращения ферритов и силикатов
цинка при обжиге сульфидных цинковых концентратов в печах кипящего
слоя // Республиканская научно-техническая конференция на тему:
«Современные проблемы рационального недропользования». – Ташкент,
2013. – С. 225-226.
30. Самадов А.У., Холикулов Д.Б., Худояров С.Р., Бердияров Б.Т.,
Санакулов У.К. Изучение возможности извлечение металлов из отходов
металлургического производство // Республиканская научно-техническая
51
конференция на тему: «Современные проблемы рационального
недропользования». – Ташкент, 2013. – С. 227-230.
31. Самадов А.У., Эрназаров М, Худояров С.Р., Бердияров Б.Т.,
Санакулов
У.К.
Исследование
извлечения
железа
из
шлаков
галогеноаммонийным способом // Республиканская научно-техническая
конференция
на
тему:
«Современные
проблемы
рационального
недропользования». – Ташкент, 2013. – С. 231-232.
32. Якубов М.М., Самадов А.У., Холикулов Д.Б., Саидова М.С.,
Холматов
Э.И.
Металлургия
саноати
чиқиндиларидан
фойдали
компонентларни ажратиб олиш имкониятиларини ўрганиш // «Янги
композицион материаллар олиш учун маҳаллий ва иккиламчи хом ашѐлардан
тайѐрланган ингредиентлар» Республика илмий-техникавий конференцияси
материаллари, – Тошкент, 2014. – 298-301 б.
33. Якубов М.М., Самадов А.У., Эрназаров М., Санакулов У.К.,
Мавлонов Х., Дадаматова Н.Э. Исследование извлечения железа из шлаков
галогеноаммонийным способом // «Янги композицион материаллар олиш
учун маҳаллий ва иккиламчи хом ашѐлардан тайѐрланган ингредиентлар»
Республика илмий-техникавий конференцияси материаллари. – Тошкент,
2014. – 301-303 б.
34. Эрназаров М., Самадов А.У., Раимжанов Б.Р., Санакулов У.К.
Разработка технологии комплексной переработки хвостовых отвалов
золотоизвлекательных фабрик // Сборник научных статей Международной
научно-технической
конференции
на
тему:
«Проблемы
и
пути
инновационного развития горно-металлургической отрасли». – Ташкент,
2014. – С. 156-159.
35. Самадов А.У., Саримсаков А.У. Металлургия корхоналари техноген
чиқиндиларини қайта ишлашнинг тадқиқоти // Материалы республиканской
научно-технической конференции на тему: «Горно-металлургический
комплекс: проблемы и пути их решения». – Алмалык, 2015. – С. 92-93.
36. Самадов А.У. Исследование извлечения железа из шлаков медного
производство галогеноаммонийным способом // Сборник научных трудов XII
Международной научно-практической конференции на тему: «Современные
инструментальные системы, информационные технологии и инновации». – Т.
4. – Курск, 2015. – С. 34-39.
37. Самадов А.У. Исследование извлечения ценных компонентов из
отходов металлургических предприятий // Сборник научных трудов XII
Международной научно-практической конференции на тему: «Современные
инструментальные системы, информационные технологии и инновации». – Т.
4. – Курск, 2015. – С. 212-214.
38. Юсупходжаев А.А., Худояров С.Р., Самадов А.У. Оптимизация
окислительного периода выплавке стали с использованием местных
материалов // International Scientific and Practical Conference «WORLD
SCIENCE» Proceedings of the International Scientific and Practical Conference:
Methodology of modern research. – (February 15-16, 2015, Dubay, UAE), 2015
№2. – C. 47-51.
52
39. Эрназаров М., Раимжонов Б.Р., Намазбаев Ш.Н., Эгамкулов Б.А.,
Самадов А.У. Получение технического кремния магнийтермическим
способом // Материалы Республиканской научно-технической конференции
на тему: «Горно-металлургический комплекс: достижения, проблемы и
перспективы инновационного развития». – г. Навои, 15-16 ноября 2016 г. – С.
110-111.
40. Каримова Т.П., Самадов А.У., Саидова М.С., Юсупходжаев А.А.,
Хожиев Ш. Т. Разработка эффективной технологии снижения потери меди со
шлаками методом автоматизации процесса разлива конвертерных шлаков при
сливе // International Scientific and Practical Conference «WORLD SCIENCE»
Proceedings of the III International Scientific and Practical Conference «Scientific
and Practical Results in 2016. Prospects for Their Development»
(December 27 – 28, 2016, Abu-Dhabi, UAE) – C. 40-43.
41. Самадов А.У., Эргашев С.Ш. Изучение возможности извлечения ценных
компонентов из отходов горно-металлургического производства// III
International Scientific and Practical Conference «WORLD SCIENCE»
«Metodology of Modern Research» (March 27–29, 2017, Dubai, UAE) – C. 27-30.
42. Якубов М.М., Самадов А.У., Усманов Ш.А. Кон-металлургия
корхоналари техноген чиқиндиларини қайта ишлашнинг тадқиқоти//
«Композицион ва нанокомпозицион материалларни олиш ва қайта
ишлашнинг замонавий технологиялари» Республика илмий-техникавий
конференцияси материаллари. – Тошкент, 2017. – 48-49 б.
43. Якубов М.М., Самадов А.У., Бузурханова Ф.С. Исследование
возможности извлечения ценных компонентов из металлургических отходов
// «Композицион ва нанокомпозицион материалларни олиш ва қайта
ишлашнинг замонавий технологиялари» Республика илмий-техникавий
конференцияси материаллари. – Тошкент, 2017. – 175-177 б.
44. Matkarimov S.T., Samadov A.U., Xudayarov S.R., Berdiyarov B.T.,
Karimdjanov B.R. Waste-free technology of processing steel-smelting slag //
«Кон-металлургия мажмуаси: ютуқлар, муаммолар ва ривожлантиришнинг
замонавий истиқболлари» IX Халқаро илмий-техникавий анжуман
материаллари. – Навоий, 2017. – 121 б.
53
Автореферат матни «Ўзбекистон кончилик хабарномаси» журналида таҳрир
қилиниб, унинг ўзбек, рус ва инглиз тиллардаги матни мувофиқлаштирилган.
Босишга рухсат этилди: 16.09.2017 йил
Бичими 60х45
1
/
8
, «Times New Roman»
гарнитурада рақамли босма усулида босилди.
Шартли босма табоғи 3,4. Адади: 100. Буюртма: № 202
Ўзбекистон Республикаси ИИВ Академияси,
100197, Тошкент, Интизор кўчаси, 68
«АКАДЕМИЯ НОШИРЛИК МАРКАЗИ»
Давлат унитар корхонасида чоп этилди.
54
