Статья
Название статьи Закономерности селективного извлечения меди, марганца и железа из техногенных гидроминеральных ресурсов методом нейтрализации
Авторы Мишурина О.А. ,
Муллина Э.Р. ,
Медяник Н.Л. д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой химии, medyanikmagnitka@mail.ru
Библиографическое описание статьи
Категория Науки о Земле
УДК 669.213:669.2./8.046.8
DOI 10.21209/2227-9245-2021-27-6-15-22
Тип статьи научная
Аннотация Представлен факторный анализ процессов селективного концентрирования металлов методом нейтрализации. В работе экспериментально изучен химизм процесса селективного извлечения катионов тяжелых металлов из водных растворов методом нейтрализации. Изучено взаимное влияние компонентов матричных растворов на показатель степени извлечения ионов Cu (II), Mn (II) и железа в моно- и поликомпонентных модельных системах. На основании полученных результатов установлено: использование метода нейтрализации для стадиального выделения и концентрирования ценных компонентов из технических растворов в виде целевого продукта возможно только в сочетании комплекса методов флотации, флокуляции и коагуляции. Установлено, что в процессе нейтрализации многокомпонентных растворов количественное извлечение из технических растворов возможно при следующих значениях рН: Fe(III) – 4,0, Fe(II) – 6,3, Cu(II) – 6,4, Mn (II) – 9,9. Обозначено, что снижение исходной концентрации ионов Fe3+ в растворе приводит к увеличению значений показателя рН начала его осаждения в виде дисперсной фазы гидроксида трёхвалентного железа. Экспериментально обоснованы рациональные параметры значений рН исследуемых водных систем, при которых возможно селективное разделение и концентрирование основных компонентов технологических растворов с приоритетным содержанием ионов Fe(III), Fe(II), Cu(II) и Mn (II). Извлечение катионов марганца с применением метода нейтрализации из исследуемых поликомпонентных растворов невозможно из-за соосаждения всех обозначенных катионов металлов. Поэтому, исходя из высокой восстановительной активности двухвалентной формы марганца, его селективное концентрирование целесообразно проводить с применением метода окислительно-восстановительного электроосаждения, продуктами которого являются труднорастворимые устойчивые соединения трех- и четырехвалентного марганца. Актуальность исследований заключается в необходимости переработки кислых рудничных вод гор­нопромышленных предприятий медно-колчеданного комплекса с целью значительного расширения сырьевой базы горных предприятий, а также оздоровления экологической ситуации градообразующих горных предприятий Южного Урала. Цель исследования – изучение вещественного состава рудничной воды и разработка технологии селективного извлечения катионных форм меди, марганца и железа. Объект исследования – технические моно- и поликомпонентные растворы с высоким содержанием катионов металлов: Cu2+, Mn2+, Fe2+ и Fe3+. Предмет исследования – возможность применения метода нейтрализации для селективной переработки гидроминеральных ресурсов гор­нопромышленных предприятий медно-колчеданного комплекса. Материалы и методы исследования. В работе использованы общенаучные и специальные методы исследования. При реализации экспериментов применяли комплекс физико-химических методов анализа: термодинамический анализ, УФ-спектроскопию, химический и пробирный анализы. Для определения содержания ионов тяжелых металлов применяли адаптированные методики фотометрического анализа: для меди (II) – с пи­крамином эпсилоном, для железа общего – с о-фенантролином, для ионов марганца (II) – с предварительным окислением их до перманганат-ионов
Ключевые слова рудничные воды; дисперсная фаза; матричные растворы; медно-колчеданный комплекс; ионы металлов; процесс нейтрализации; модельные растворы; взаимное влияние; селективное извлечение; электроосаждение
Информация о статье Медяник Н. Л., Мишурина О. А., Муллина Э. Р. Изучение закономерностей селективного извлечения меди, марганца и железа из техногенных гидроминеральных ресурсов методом нейтрализации // Вестник Забайкальского государственного университета. 2021. Т. 27, № 6. С. 15–22. DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-6-15-22.
Список литературы 1. Беляев Е. С., Блохин А. А., Мурашкин Ю. В., Михайленко М. А. Изучение сорбционного извлечения железа рядом хелатообразующих ионитов из сульфатных растворов повышенной кислотности, содержащих железо (III) // Труды Кольского научного центра. Химия и материаловедение. 2018. Т. 1. № 2. С. 233‒236. 2. Голик В. И., Комащенко В. И. Практика выщелачивания металлов из отходов переработки руд // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2016. № 3. С. 13‒23. 3. Ершова О. В. Состояние водных экологических систем Урала // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 11-5. С. 850‒852. 4. Меретуков М. Г. Подземное выщелачивание медных руд // Цветные металлы. 2018. № 3. С. 21‒26. 5. Михайлов Б. К., Иванов А. И., Вартанян С. С., Беневольский Б. И. Минерально-сырьевая база золота России: состояние и перспективы развития // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2014. № 6. С. 9-13. 6. Панов Р. С. О результатах и проблемах развития минерально-сырьевой базы России по итогам работ АО «Росгеология» в 2018 г. // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2019. № 1. С. 4–5. 7. Чантурия В. А. Инновационные технологии комплексной и глубокой переработки минерального сырья сложного вещественного состава // Инновационные процессы комплексной переработки природного и техногенного минерального сырья. Плаксинские чтения ‒ 2020: материалы междунар. конф. (Апатиты, 2020 г.).  Апатиты: Кольский науч. центр РАН, 2020. С. 3‒4. 8. Чупрова Л. В. Актуальность вопроса переработки гидротехногенных месторождений горных предприятий // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 11–5. С. 943‒945. 9. Чупрова Л. В. Физико-химические методы определения микроколичеств ионов меди в сточных водах // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2016. № 11–5. С. 864‒867. 10. Mishchuk N. The model of hydrophobic attraction in the framework of classical DLVO forces // Advances in Colloid and Interface Science. 2011. Vol. 168. Issues 1‒2. P. 149-166. 11. Zeng H., Liu J., Cui X., Xie L., Huang J. Probing effects of molecular-level heterogeneity of surface hydrophobicity on hydrophobic interactions in air/water/solid systems // Journal of Colloid and Interface Science. 2019. Vol. 557. P. 438-449.
Полный текст статьиЗакономерности селективного извлечения меди, марганца и железа из техногенных гидроминеральных ресурсов методом нейтрализации