Кўпчилик янги дефолиантлар ва уру?ларга дастлабки ишлов бериш препаратлари магний хлорат ва хлоридларининг ?ўлланилишига асослангандир. Бугунги кунда жа?онда мавжуд кўлларнинг шўрсувли тўйинган эритмалари, денгиз сувлари

УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА
ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ bУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.K/Т.35.01 РАJАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ







ТОЖИЕВ РУСТАМБЕК РАСУЛОВИЧ



КАРАУМБЕТ ВА БОРСАКЕЛМАС КѕЛЛАРИ РАПАЛАРИДАН БИШОФИТ ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ ЯРАТИШ




02.00.13 – Ноорганик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси



ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БѕЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ















Тошкент - 2017
УДК 661.632:14

Техника фанлари бйича фалсафа доктори (PhD) диссертацияси автореферати мундарижаси
Оглавление автореферата диссертации доктора философии (PhD) Content of the dissertation abstract of doctor of Philosophy (PhD)


Тожиев Рустамбек Расулович
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларидан
бишофит олиш технологиясини яратиш.........................................................




3


Тожиев Рустамбек Расулович
Разработка технологии получения бишофита из
рапы озер Караумбет и Барсакелмес..




22

Tojiev Rustambek
Working out of technology of reception bischofit
from lakes Karaumbet and Barsakelmes.....................................................




40

Эълон Kилинган ишлар рйхати
Список опубликованных работ
List of published works........


43






















УМУМИЙ ВА НООРГАНИК КИМЁ ИНСТИТУТИ ВА
ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ bУЗУРИДАГИ
ИЛМИЙ ДАРАЖАЛАР БЕРУВЧИ DSc.27.06.2017.K/Т.35.01 РАJАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ТОШКЕНТ КИМЁ-ТЕХНОЛОГИЯ ИНСТИТУТИ







ТОЖИЕВ РУСТАМБЕК РАСУЛОВИЧ



КАРАУМБЕТ ВА БОРСАКЕЛМАС КѕЛЛАРИ РАПАЛАРИДАН БИШОФИТ ОЛИШ ТЕХНОЛОГИЯСИНИ ЯРАТИШ




02.00.13 – Ноорганик моддалар ва улар асосидаги материаллар технологияси



ТЕХНИКА ФАНЛАРИ БѕЙИЧА ФАЛСАФА ДОКТОРИ (PhD)
ДИССЕРТАЦИЯСИ АВТОРЕФЕРАТИ















Тошкент - 2017


КИРИШ (фалсафа доктори (PhD) диссертацияси аннотацияси)
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати. Бугунги кунда дунёда KишлоK хжалигини келгусидаги ривожи тупроKKа ишлов беришнинг янги технологияларини жорий этиш, техник экинларнинг юKори cосилдор навларини яратиш, минерал Cитлар, симликларни cимоя Kилиш воситалари, дефолиантлар ва бошKа препаратлар ишлатилишини Kамраб оладиган комплекс чора-тадбирларни Kлланилиши cисобига cосилдорлик ва унинг сифатини ошириш билан боCлиKдир. Шунинг учун кейинги йилларда пахтачилик учун дефолиантлар, уруCларга дастлабки ишлов бериш препаратларининг янги, юKори самарадор, хавфсиз турларини яратишга алоcида эътибор KаратилмоKда. Кпчилик янги дефолиантлар ва уруCларга дастлабки ишлов бериш препаратлари магний хлорат ва хлоридларининг Kлланилишига асослангандир.
Бугунги кунда жаcонда мавжуд клларнинг шрсувли тйинган эритмалари, денгиз сувлари, табиий ташландиKлар тарзидаги хомашё манбаларини ишлаб чиKаришга Kамраб олиш орKали тоза тузлар ва магний оксид олиш технологияларини яратишга алоcида эътибор KаратилмоKда. Бу борада Караумбет ва Борсакелмас кли рапаларидан (рапа – кп компонентли тузларнинг сувли эритмаси) магний хлорид олиш технологиясини ишлаб чиKиш долзарб вазифалардан cисобланади. Кллар рапаларини Kайта ишлаш технологиясини яратишда Kатор, жумладан, Kуйидаги йналишларда тегишли илмий ечимларни асослаш зарур: рапада мавжуд Kшимчалардан тозаланган, магний хлориднинг тйинган эритмаларини олишнинг самарадор усулларини яратиш, бишофит олиш технологиясини ишлаб чиKиш кабилар илмий-амалий аcамиятга эга блиб, долзарб масалалардан cисобланади.
Республикамиз мустаKилликка эришганидан буён кимё саноатида ишлаб чиKаришни модернизациялаш ва диверсификациялаш, инновацион технологияларни жорий Kилиш, экспортга йналтирилган раKобатбардош маcсулотлар, жумладан дефолиантлар, уруCларга дастлабки ишлов бериш препаратлари cажми ва ассортиментини кпайтириш бйича муайян ютуKларга эришилди. Мазкур йналишда амалга оширилган чора-тадбирлар асосида кам зарарли дефолиантлар ишлаб чиKаришни ривожлантириш ва KишлоK хжалигида уларни Kлланилиши борасида муcим натижалар олинди. Шу билан биргаликда, магнийли хомашёларнинг янги конларини злаштириш cамда уларни саноат миKёсида ишлаб чиKаришга етарли эътибор Kаратилмаган. ѕзбекистон Республикасини янада ривожлантиришга Kаратилган bаракатлар стратериясининг учинчи йналишида «саноатни юKори технологияли Kайта ишлаш тармоKларини, энг аввало, маcаллий хом-ашё ресурсларини чуKур Kайта ишлаш асосида юKори Kшимча Kийматли тайёр маcсулот ишлаб чиKариш»га Kаратилган муcим вазифалар белгиланган. Бу борада, жумладан магнийли хомашёларнинг янги конларини злаштириш cамда уларни саноат миKёсида ишлаб чиKаришига жалб Kилиш, Республикани керакли кимёвий маcсулотлар билан таъминлаш муcим рин эгаллайди.
ѕзбекистон Республикаси Президентининг 2015 йил 4 мартдаги № ПФ-4707-сонли «2015-2019 йилларда ишлаб чиKаришни таркибий згартириш, модернизация ва диверсификация Kилишни таъминлаш бйича чора-тадбирлар дастури тCрисида»ги, 2017 йил 7 февралдаги № ПФ-4947-сонли «2017-2021 йилларда ѕзбекистон Республикасини ривожлантиришнинг бешта устувор йналиши бйича bаракатлар стратегияси» тCрисидаги Фармонлари ва 2017 йил 23 августдаги № ПJ-3236-сонли «2017-2021 йилларда кимё саноатини ривожлантириш дастури тCрисида»ги Kарори cамда мазкур фаолиятга тегишли бошKа меъёрий-cуKуKий cужжатларда белгиланган вазифаларни амалга оширишга ушбу диссертация тадKиKоти муайян даражада хизмат Kилади.
ТадKиKотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши устувор йналишларига мослиги. Мазкур тадKиKот республика фан ва технологиялар ривожланишининг VII. «Кимё технологиялари ва нанотехнологиялар» устувор йналишига мувофиK бажарилган.
Муаммоларнинг рганилганлик даражаси. Илмий-техник ва патент адабиётларида магнийли хомашё манбаларини бишофит ва бошKа магний бирикмаларига Kайта ишлаш бйича катта cажмдаги илмий материаллар ва усуллар мавжуддир. Хлорид-сульфатли эритмаларни Kайта ишлаш масалалари билан Лепешков И.Н., Бергман А.Г., Здановский А.Б., Денс-Литовский А.И., Хожамамедов А.В., Кульмаксимов А.Х. ва бошKалар шуCулланишган.
Магнийли хомашё манбалари хилма хил ва таркибининг бир-биридан фарKланиши уларнинг хусусиятини белгилаб беради. Шу сабабли барча турдаги хомашёлар учун алоcида илмий ва технологик ёндошув, нисбатан мос келадиган Kайта ишлаш усулларини танлаш зарур блади. Жаcон амалиётидаги маълум блган технологияларни Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kайта ишлаш учун тадбиK этиб блмайди.
Илмий адабиётларда Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларининг захираси, уларнинг таркиби, натрий хлорид ва бишофитга Kайта ишлаш cаKидаги маълумотлар мавжуд, лекин уларни Kайта ишлаш технологияси, рапаларни Kшимчалардан тозалаш, бишофит олиш бйича маълумотлар йK.
ТадKиKотнинг диссертация бажарилган олий таълим муассасасининг илмий-тадKиKот ишлари режалари билан боCлиKлиги. Диссертация тадKиKоти Тошкент кимё-технология институтининг илмий тадKиKот режасининг А-6-27 раKамли «JораKалпоCистон Республикаси Караумбет кли рапасини комплекс Kайта ишлаш» (2006-2008 йй.) мавзусидаги амалий лойиcа, ИД-2-003 раKамли «Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларидан натрий хлорид, натрий сульфат, магний хлорид ва магний оксид ишлаб чиKаришни тажриба-синовларини злаштириш» (2009-2010 йй.) мавзусидаги инновация тадKиKоти доирасида бажарилган.
ТадKиKотнинг маKсади Караумбет ва Борсакелмас кли рапаларини «КнCирод сода заводи» УК чиKиндиси – дистиллер суюKлиги билан сульфатсизлантирувчи реагент сифатида ишлатган cолда бишофит ишлаб чиKаришнинг маKбул технологиясини ишлаб чиKишдан иборат.
ТадKиKот вазифалари:
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларининг кимёвий ва тузли таркиби, физик-кимёвий хоссаларини аниKлаш;
Рападаги галит ва мирабилитнинг Kишки ва ёзги мавсумда чкиш жараёнига cудуд об-cаво шароитининг таъсирини таcлил Kилиш;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини буCлатиш жараёнини тадKиK Kилиш;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини сульфатсизлантириш жараёнини тадKиK Kилиш;
сульфатсизлантирилган эритмалардаги KолдиK сульфатлар ва кальцийдан Kшимча тозалаш жараёнини аниKлаш;
тозаланган эритмаларни буCлатиш, ажралиб чиKKан чкмани ажратиш жараёнларини тадKиK Kилиш;
бишофит суюKланмасини кристаллантириш жараёнини тадKиK Kилиш;
тажриба-ишлаб чиKариш шароитида Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш технологиясини синовдан тказиш;
бишофит ишлаб чиKариш технологик схемаларини яратиш, моддий балансини тузиш, технологик регламентини тайёрлаш ва дастлабки техник иKтисодий самарадорлигини cисоблаш.
ТадKиKотнинг объекти Караумбет ва Борсакелмас кллари рапалари, дистиллер суюKлиги, кальцинирланган сода, натрий ва кальций сульфатлари, галит, бишофит cисобланади.
ТадKиKотнинг предмети Караумбет ва Барсакелмас кллари рапаларини Kшимча компонентлардан тозалаш ва рапаларни комплекс Kайта ишлаб бишофит, галит, кимёвий чктирилган гипс ва бр олиш технологиялари cисобланади.
ТадKиKотнинг усуллари. Кимёвий, физик-кимёвий, оловли-фотометрик, рентгенографик, ИК-спектроскопик.
Диссертация тадKиKотининг илмий янгилиги Kуйидагилардан иборат:
биринчи маротаба бир пайтнинг зида сода ишлаб чиKариш чиKиндиси – дистиллер суюKлигини утилизациялаш йли билан Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш усули ишлаб чиKилган;
рапалар кимёвий таркиби ва хоссаларига об-cавонинг таъсири аниKланган;
технологик омилларни рапаларни сульфатсизлантириш, реологик хоссалари ва таркибига таъсири аниKланган;
сульфатсизлантирилган рапаларни KолдиK сульфат ва кальцийдан тозалаш жараёнини самарадорлигини ошириш техник ечимлари ишлаб чиKилган;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kшимча кимёвий чктирилган гипс, кальций карбонат, галит олиш билан магний хлоридга Kайта ишлашнинг комплекс ва самарадор технологияси яратилган.
ТадKиKотнинг амалий натижалари Kуйидагилардан иборат:
бишофит ишлаб чиKаришга маcаллий хомашё сифатида Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kамраб олиш мумкинлиги очиб берилди;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини бир пайтнинг зида кимёвий чктирилган гипс, бр, галит олиш билан магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш технологияси ишлаб чиKилди;
«ФарCонаазот» АЖда Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш технологияси синовдан тказилди;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларидан бишофит олиш технологиясини злаштириш саноат ишлаб чиKаришига маcаллий хомашёларни жалб этиш, импорт рнини босадиган экспортбоп маcсулотга блган эcтиёжни таъминлаш имкониятини яратади.
ТадKиKот натижаларининг ишончлилиги. Кимёвий ва физик-кимёвий таcлил натижалари тажриба-саноат синовлари билан тасдиKланган.
ТадKиKот натижаларининг илмий ва амалий аcамияти. ТадKиKот натижаларининг илмий аcамияти мамлакат иKтисодиёти учун зарур блган импорт рнини босадиган кимёвий маcсулот – магний хлорид ишлаб чиKаришга Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kамраб олиш учун асос яратилиши билан изоcланади. Галитнинг ёзги ва мирабилитнинг Kишки ажратилиши йли билан Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини комплекс Kайта ишлаш бйича маълумотлар олинди.
ТадKиKот натижаларининг амалий аcамияти сода заводининг кп тоннали чиKиндиси – дистиллер суюKлигини ишлатиш орKали рапаларни сульфатлардан кальций сульфат тарзида чктириш йли билан cамда сульфатсизлантирилган эритмаларни кальцинацияланган сода ва барий хлорид билан Kшимча тозалаш орKали бишофитга Kайта ишлаш мумкинлиги очиб берилди.
ТадKиKот натижаларининг жорий Kилиниши. Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш технологиясини яратиш бйича олинган илмий натижалар асосида:
таркибида натрий ва магний хлорид ва сульфат тузлари блган табиий рапани Kайта ишлаш усулига ѕзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк агентлигининг ихтирога патенти олинган (№ IAP 04356). Натижада натрий ва магний хлорид ва сульфат тузлари блган рапаларни дистиляция суюKлиги билан сульфатсизлантириш, эритмани кальцинацияланган сода билан чуKур тозалаш, буCлатиш ва натрий хлоридни ажратиш орKали магний хлорид олиш имконини берган;
Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини сульфатлар, кальций, натрийдан тозалаш, галитни ажратиб олиш ва кристалл магний хлорид олиш технологияси «ФарCонаазот» АЖда амалиётга жорий этилган («ѕзкимёсаноат» АЖнинг 2017 йил 01 декабрдаги 01/3-6016/П-сон маълумотномаси). Натижада импорт рнини босувчи ва экспортбоп кимёвий маcсулот олиш, саноатни Kимматбаcо кимёвий хомашё билан таъминлаш, валюта заcирасини тежаш имконини берган.
ТадKиKот натижаларининг апробацияси. Мазкур тадKиKот натижалари, жумладан 2 та халKаро ва 10 та республика илмий-амалий анжуманларида муcокамадан тказилган.
ТадKиKот натижаларининг эълон Kилиниши. Диссертация мавзуси бйича жами 19 та илмий иш чоп этилган, шулардан, ѕзбекистон Республикаси Олий аттестация комиссиясининг докторлик диссертациялари асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган илмий нашрларда 6 та маKола, жумладан, 3 таси республика ва 3 таси хорижий журналларда нашр этилган cамда 1 та ихтирога ѕзР патенти олинган.
Диссертациянинг тузилиши ва cажми. Диссертация таркиби кириш, тртта боб, хулоса, фойдаланилган адабиётлар рйхати ва иловалардан иборат. Диссертациянинг cажми 120 бетни ташкил этган.

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш Kисмида ишнинг долзарблиги ва зарурати асосланган, тадKиKотнинг маKсади ва асосий вазифалари тавсифланган, тадKиKотнинг объекти ва предмети аниKланган, ѕзбекистон Республикаси фан ва технологияси тараKKиётининг устувор йналишларига мослиги, тадKиKотнинг илмий янгилиги ва амалий натижалари баён Kилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий аcамияти очиб берилган, тадKиKот натижаларини амалиётга жорий этиш, чоп этилган илмий ишлар ва диссертация тузилиши бйича маълумотлар келтирилган.
Диссертациянинг «Бишофит ишлаб чиKариш ва Kлланилиш соcасининг cозирги замондаги cолати» деб номланган биринчи бобида хомашё ресурсларининг тавсифи, магний хлориднинг Kлланилиши ва уни олиш усуллари келтириб тилган. Турли хил эритмалар ва намакоблардан бишофит олишни асослаб берадиган системалар криб чиKилган. Чоп этилган натижаларни чуKур ва батафсил таcлили асосида тадKиKотнинг маKсад ва вазифалари шакллантирилган.
Диссертациянинг «Дастлабки хомашёлар, оралиK ва тайёр маcсулотлар тавсифи» деб номланган иккинчи бобида минерал тузлар конлари, Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларининг тавсифи, маълум ваKт оралиCида тйинган эритмалар таркибининг згариши, дистиллер суюKлигининг таркиби cамда тажрибани, кимёвий ва физик-кимёвий таcлилларни тказиш методикалари cаKидаги маълумотлар келтирилган.
Диссертациянинг «Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини бегона Kшимчалардан тозалаш» деб номланган учинчи бобида Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларининг таркиби ва физик-кимёвий хоссалари cаKидаги маълумотлар, минерал тузлар конлари бйича геолого-минералогик маълумотлар келтирилган.
Ишлаб чиKаришга яроKли блган Караумбет клидаги кристаллараро рапа заcираси 1506,3 минг тоннани ташкил этади. Караумбет клининг тасдиKланган заcираси 700 минг тонна MgCl2 ёки 295 минг тонна MgО cисобида баcоланган. Караумбет кли рапаси таркибида NaCI – 20,3-22,7%, MgCI2 – 6,2-6, 7% ва MgSO4 – 5,2-8,3% блади.
Борсакелмас кли рапаси асосан натрий ва магний хлорид тузларидан иборат блиб, унинг таркибида: NaCI – 26,3-29,0%, MgCI2 – 2,3-5,0% ва MgSO4 – 1,8-3,5% блади. Борсакелмас кли рапасидаги магний тузларининг заcираси 2470 минг тонна MgCI2 ёки 1040 минг тонна MgO ташкил этади. Борсакелмас кли рапасининг зичлиги 1,190 г/см3 дан 1,220 г/см3 гача згаради, рН Kиймати 6,4-7,0, 20° С cароратдаги KовушKоKлиги 2,04-2,77 сПз ташкил этади. Эритмаларнинг Kайнаш cарорати 103 дан 106°С гача згаради.
Караумбет кли рапаси таркибидаги магний ва сульфат ионлари миKдори нисбатан кп блади. Караумбет рапаси таркибидаги магний миKдори 2-3 марта кп блиб, MgO cисобида 4,55 дан 6,27% гачани ташкил этади. Караумбет кли рапасининг физик тавсифи кам фарKланади ва: рН 6,3-6,8, зичлиги 1,24-1,29 г/см3, KовушKоKлиги 3,07-4,87 сПз ни ташкил Kилади. Jайнаш cарорати 104-106оС. Рапаларни табиий буCланиши бйича тадKиKотлар лабаратория шароитида ва Караумбет кли яKинидаги очиK майдонда тказилди. Кузатиш давомийлиги 80 суткани ташкил этди. Бунинг учун металл сиCимларга Караумбет кли рапасидан 0,424 м3 ва Борсакелмас кли рапасидан 0,546 м3 cажмда Kуйилди.
ТадKиKот учун таркибида (оC. %): Na2O - 11,98; СаО - 0,11; МgO - 4,59; Cl- - 16,90; э.K. - 0,23; SO42- - 3,46; MgCI2 - 6,88; NaCl - 22,65; МgSO4 - 5,31; э.K. - 0,23 блган Караумбет кли рапаси cамда Na2O - 14,38; МgO - 1,59; СаО - 0,045; Cl- - 17,90; SO42- - 1,90; MgCI2 - 3,80; NaCl - 24,82; Na2SO4 - 2,81; pН - 6,6;
· - 1,200 г/см3;
· - 2,74 сПз блган Борсакелмас кли рапасидан фойдаланилди.
Кузатиш даврида Караумбет кли рапаси баландлигининг 31,60 см дан 10,30 см гача пасайиши, cажми эса 0,2902 м3 гача камайиши, MgCl2 концентрациясининг 6,88% дан 17,41% гача ортиши кузатилди. Тйинган эритма зичлиги 1,222 г/см3 дан 1,288 г/см3 гача ортади. Шунча ваKт давомида Борсакелмас кли рапасининг cажми 0,5646 м3 дан 0,2561 м3 гача камайди, баландлиги 40,33 см дан 18,29 см гача пасайиши, MgCl2 концентрацияси 3,80% дан 17,33% гача ортади, 24,98% NaCl чкмаси ажратиб олинди.
Паст cароратда Na2SO4 чкиш жараёнини моделлаштириш ва маKбул крсаткичларни аниKлаш маKсадида NaClни ёзги чкишидан снг олинган эритмадан Na2SO4·10Н2O чкиш жараёнига cароратнинг таъсири рганилди.
Караумбет кли рапаси 30°С дан -10°С гача совутилганда эритмада натрий ионлари ва сульфат ионлари камаяди cамда эритма магний ва хлор ионларига бойийди. Na2SO4 миKдори 7,11% дан 0,54% гача, NaCl 3,94% дан 1,61% гача камаяди, MgCl2 миKдори эса 19,69% дан 23,31% гача ортади. Чкмада NaCl ва MgSO4 Kшимчалари блган асосан Na2SO4.10Н2О блади.
1-жадвалда Борсакелмас кли рапаси совутилишидан cосил бладиган суюK фаза таркиби бйича маълумотлар келтирилган блиб, бу рапаларни минус 5-10°С cароратгача совутилганда рападаги Na2SO4 миKдорини 0,09% гача камайтирилишидан cамда натрий хлорид миKдори 26,20-26,43% ни, магний хлорид миKдори 4,01-4,05% ни ташкил этишидан далолат беради. Натрий сульфат унуми -5 ч -10°С cароратда бошланCич эритма массасининг 81,14-95,37% ни ташкил этади.
1-жадвал
Борсакелмас кли рапаси совутилганда cосил бладиган суюK фазанинг кимёвий таркиби
bарорат, °С
Кимёвий таркиби, оC. %
Тузли таркиби, оC.%
Na2SO4
чиKиши, %


Na+
Mg2+
Cl-
SO42-
MgCl2
NaCl
Na2SO4


30,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

25,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

20,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82

·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Олинган маълумотлар Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини табиий концентрлаш cамда натрий хлоридни чктириш йли билан рападаги магний хлорид миKдорини 3,80-6,88% дан 17%гача ошириш, снгра кейинги Kишки чктириш натижасида олинган рападан глауберитни ажратиб олиш, бунинг натижасида натрий сульфат миKдорини 0,53%гача камайтириш, шунга мувофиK cолда магний хлорид миKдорини 23%гача ошириш мумкинлигидан далолат беради. Рапани табиий буCлатиш ва мирабилитни Kишки чктириш жараёнлари анча узоK ваKт талаб этади. Шунинг учун кллар рапаларини ишлаб чиKариш шароитида тCридан-тCри концентрлаш мумкинлиги тадKиK Kилинди.
Рапаларни буCлатиш 90°С cароратда, унча катта блмаган вакуум шароитида (40 мм сим. уст.) ва мунтазам аралаштириб турган cолда амалга оширилди. Рапа зичлиги белгиланган Kийматга эришгач, 40 и 20оС cароратгача совутилди, суюK ва KаттиK фазалар фильтрлаш йли билан ажратилди. Караумбет кли рапалари бошланCич зичлиги 1,240 г/см3 дан суспензия зичлиги 1,550 г/см3 блгунча концентрланганда cамда 40°С гача совутилганда суюK фазадаги магний хлорид миKдори 7,20% дан 28,24% гача ортади. Бунда натрий ионлари миKдори 8,01% дан 0,91% гача, SO4-2 эса 6,66% дан 5,63% гача камаяди. Совутиш cарорати 20°С блганда бу крсаткичлар, мувофиK cолда: маний хлорид учун 7,20-28,98% ни, натрий ионлари учун 8,01-0,96% ни, SO4-2 ионлари учун 6,66-5,72% ни ва Na:Mg нисбати учун 2,45-0,14 ни ташкил этади.
Караумбет кли рапаларининг таркиби уни буCлатиш даражасига боCлиK блади ва уни совутиш cароратига боCлиK блмайди. Караумбет клининг 1,51-1,55 г/см3 зичликдаги буCлатилган рапаларидан ажратиб олинган KаттиK фаза кимёвий таркиби кп миKдорда натрий хлорид ва бишофит, оз миKдорда натрий сульфат кристаллогидратлари блишидан далолат беради. Рапалар концентрланганда KаттиK фазадаги сульфатлар миKдори буCлатилган бтKа зичлиги 1,360 г/см3 блганда 0,18-0,36% дан зичлиги 1,550 г/см3 блганда 2,67-3,54% гача ортади.
2-жадвалда Борсакелмас кли рапалари суюK ва KаттиK фазалари таркибининг згариш cаKидаги маълумотлар келтирилган.
2-жадвал
Борсакелмас кли рапаларини концентрлаш жараёнининг айланма эритма таркибига cамда 40°С cароратгача совутилганда тузли чкиндиси таркибига таъсири
т/р
с.ф.,
г/см3
СуюK фаза таркиби, оC. %
Na:Mg
JаттиK фаза таркиби, оC. %



Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2
Мg
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·БуCлатиш даражасига боCлиK cолда суюK фаза зичлиги 1,245 дан 1,295 г/см3 гача згартирилди, бу бтKа зичлигининг 1,245 дан 1,340-1,345 г/см3 гача згаришига мувофиK келади. Магний хлорид миKдори 10,9 дан 16,8% гача ортади, натрий ионлари миKдори 8,90 дан 3,38% гача камаяди, SO4-2 миKдори 4,21 дан 7,69% гача ортади cамда Na:Mg нисбат 3,21 дан 0,79 гача камаяди. Борсакелмас кли рапалари буCлатилган намуналарини 40оС гача совутилишидан ажратиб олинадиган KаттиK фаза амалда тоза натрий хлоридга мувофиK келади. Натрий хлориди кристаллари устида Kисман магний хлориди суюKлиги блади. Унинг миKдори 0,18% дан ортмайди. Сульфат ионлари умуман блмайди.
3-жадвалда Борсакелмас кли рапаларини икки босKичда концентрлаш натижалари келтирилган. БошланCич рапани буCлатиш биринчи босKичида суспензия 1,38 и 1,40 г/см3 зичликгача, иккинчи босKичда эса биринчи босKичдан ажритиб олинган суюKлик 1,34-1,35 г/см3 зичликгача буCлатилади.
Олинган натижалар шундан далолат берадики, рапалар 1,34-1,35 г/см3 зичликка эришгунча буCлатилганда чкмада фаKат натрий хлорид блади. СуюK фазанинг кейинги 1,38-1,40 г/см3 зичликка эришгунча буCлатилганда чкмага сульфатлар cам ажралади. Рапа зичлиги 1,34-1,35 г/см3 га эришгунга Kадар иккинчи босKич буCлатишдан снг чкмага фаKат натрий хлорид ажралади.
3-жадвал
Борсакелмас кли рапаларини айланма эритмалари ва тузли чкиндиси таркибига буCлатиш жараёнининг таъсири

сусп.,.
с.ф.,
СуюK фаза таркиби, оC. %
JаттиK фаза таркиби, оC. %


г/см3
г/см3
Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2
MgCl2
Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2

БуCлатишнинг I-босKичи

1
1,245
1,245
8,90
4,60
16,90
4,21
10,62
-
сл.
-
-

2
1,345
1,295
6,01
5,24
14,60
6,21
14,95
38,46
сл.
49,72
сл.

3
1,380
1,270
5,55
6,41
14,97
7,10
15,13
40,17
сл.
50,33
0,94

4
1,400
1,300
4,12
8,53
15,40
7,15
20,14
42,21
сл.
49,05
1,72

БуCлатишнинг II-босKичи

5
1,340
1.296
3,90
8,27
16,12
6,87
19,54
39,35
сл.
48,92
сл

6
1,350
1.297
3,68
8,18
14,73
7,33
19,35
37,10
сл.
50,63
сл


Тоза натрий хлорид ва нисбатан юKори концентрацияли магний хлорид эритмаси (19-19.5%) олиш учун рапани икки босKичда буCлатиш керак. Биринчи босKичда бтKа зичлиги 1,34-1,35 г/см3 блгунга Kадар ва снгра натрий хлоридни ажратиб олиш орKали буCлатилади. bосил Kилинган зичлиги 1,29-1,30 г/см3 блган айланма эритма cам худди шундай зичлиги 1,34-1,35 г/см3 блгунга Kадар буCлатилади. Бунда амалда тозалиги 98% дан юKори блган натрий хлорид чкмага тушади.
Рапа таркибида сульфат ионларининг блиши уни натрий хлорид олиш учун тCридан-тCри ишлатишга тсKинлик Kилади. Рападан бишофит олиш учун уни сульфат ионларидан тозалаш зарур cисобланади. Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини сульфатсизлантириш бйича тадKиKотлар дистиллер суюKлиги билан амалга оширилди. Дистиллер суюKлигининг меъёри SO4-2:Са+2 нисбатидан келиб чиKKан cолда cисобланди.
4-жадвалда СаО cисобида дистиллер суюKлиги меъёри 100% блганда Караумбет кли рапаларини таркиби ва сульфатсизланиш даражасига жараён давомийлиги ва cароратнинг таъсири бйича тадKиKот натижалари келтирилган.
bарорат 200С да жараён давомийлиги 5 дан 20 минутга узайтирилганда сульфатсизланиш даражаси кескин ортади. 5, 20 ва 30 минутдан снг сульфатсизланиш даражаси мос равишда 58,37%, 88,59 % ва 89.80%ни ташкил этади. Жараённи 180 минутгача давом этиши эса сульфатсизланиш даражасининг сезиларли даражада ортишига олиб келмайди.
bарорат оширилганда сульфатсизланиш даражаси нисбатан пасаяди. 20, 40 и 60°С cароратда рапанинг сульфатсизланиш даражаси мос cолда 5 минут давомида – 58,9; 54.93 ва 50,88%, 30 минутдан снг – 89,80; 84.50 ва 78,27%, 60 минутдан снг – 90,33; 85.40 ва 79,21% ни ташкил этади.



4-жадвал
Дистиллер суюKлиги меъёри 100% блганда Караумбет кли рапаларини таркиби ва сульфатсизланиш даражасига жараён давомийлиги ва cароратнинг таъсири
ВаKт, мин
С.ф. ионли таркиби, оC. %
С.ф. тузли таркиби, оC. %
13EMBED Equation.31415,%


Na+
Mg2+
Са2+
Cl-
SO42-
MgCl2
NaCl
СаС12
MgSO4


Сульфатсизланиш cарорати 20°С

5
5,67
2,33
0,40
15,24
0,96
8,27
14,43
1,12
1,20
58,37

10
5,72
2,35
0,22
15,36
0,52
8,79
14,55
0,60
0,65
77,85

15
5,74
2,36
0,14
15,41
0,34
8,99
14,60
0,40
0,42
85,49

20
5,75
2,36
0,11
15,43
0,27
9,08
14,62
0,32
0,33
88,59

30
5,75
2,36
0,10
15,44
0,24
9,11
14,62
0,28
0,30
89,80

60
5,75
2,36
0,10
15,44
0,23
9,13
14,63
0,27
0,28
90,33

180
5,75
2,36
0,09
15,45
0,22
9,14
14,63
0,26
0,27
90,81

Сульфатсизланиш cарорати 40° С

5
5,67
2,33
0,44
15,22
1,04
8,18
14,41
1,21
1,30
54,93

10
5,71
2,35
0,25
15,34
0,60
8,69
14,53
0,71
0,76
74,07

15
5,73
2,35
0,19
15,38
0,46
8,85
14,56
0,54
0,58
80,27

20
5,73
2,35
0,17
15,40
0,40
8,93
14,58
0,46
0,49
83,08

30
5,74
2,36
0,15
15,41
0,36
8,97
14,59
0,43
0,45
84,50

60
5,74
2,36
0,14
15,41
0,34
8,99
14,60
0,40
0,43
85,40

180
5,74
2,36
0,14
15,42
0,33
9,01
14,60
0,38
0,41
86,07

Сульфатсизланиш cарорати 60°С

5
5,66
2,32
0,47
15,19
1,13
8,08
14,39
1,32
1,42
50,88

10
5,68
2,33
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·Караумбет кли рапалари сульфатсизланиш жараёни, суюK фаза ионли ва тузли таркиби, сульфатсизланиш даражасига кальций ионлари ва cароратнинг таъсири бйича тадKиKот натижалари шуни крсатадики, бунда дистиллер суюKлиги меъёри 75% дан 100 % га ортганда сульфатсизланиш даражаси 39,9%га ортади, меъёрнинг янада 100 дан 150%га ортганда сульфатсизланиш даражаси атиги 5,76%га ортади. Бундан ташKари, дистиллер суюKлиги меъёри 100%дан ортганда рапа таркибида кальций хлорид миKдорининг кескин ортишига олиб келади.
Дистиллер суюKлиги меъёри ва cароратга боCлиK cолда сульфатсизланиш даражаси ва ионлари миKдорининг згариши бйича худди шундай Kонуният Борсакелмас кли рапалари билан тказилган тадKиKот натижаларида cам саKланади. Дистиллер суюKлигининг меъёри 75% дан 110% гача оширилганда сульфатсизланиш даражаси ортади ва бу 100% меъёргача тCри чизиKли боCлиK блади (1а-расм). Жараён cароратининг 20°С дан 60°С гача оширилиши сульфатсизланиш даражасининг камайишига олиб келади. Масалан, дистиллер суюKлигининг меъёри 100-110% блганда сульфатсизланиш даражаси Борсакелмас кли рапалари учун 20°С да 89,80–92,50%, 40°С да 83,14-85,64% ва 60°С да 65,23-72,47% ни ташкил этади, бу кальций сульфат эрувчанлигининг ортиши билан тушунтирилади. Бунда рападаги кальцийнинг нисбий миKдори дистиллер суюKлигининг 100% меъёригача камаяди, снгра ортади (1б-расм). Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини сульфатсизлантиришнинг маKбул меъёри: cарорат 20-30°С, дистиллер суюKлиги меъёри 100-105%, жараён давомийлиги 30 минут cисобланади. Бунда сульфатсизлантирилган рападаги сульфат ионларининг миKдори 0,29-0,85% ни, кальция ионлари миKдори эса 0,12-0,15% ни ташкид этади.

Расм. 1. Рапани сульфатсизлантириш даражаси (а) ва ундаги кальций миKдорига (б) дистиллер суюKлиги меъёрининг ва хароратнинг таъсири: 1 – 20° С; 2 – 40°  С; 3 – 60°  С.

Караумбет ва Борсакелмас кллари рапалари сульфатсизлантирилганда 90-95% сульфатлар Сa2SO4
·2Н2О тарзида чкмага тушади. Чкмани ажратиб олиш учун рапаларни сульфатсизлантиришда cосил бладиган суспензияларнинг тиниш даражаси ва чкиш тезлигини, фильтрлаш тезлигини рганиш cамда эритмани барий хлорид ва кальцинирланган сода билан тлиK тозалаш бйича тадKиKотлар тказилди.
Тиндириш жараёни давомийлиги оширилганда тиниш даражаси секинлашади, cарорат оширилганда эса кескин ортади. Масалан, 10 минутдан снг тиниш даражаси 59,17% ни ташкил этади, 30 минутдан снг у 92,88% га етади, яъни 20 минут ичида у 33,71%га ортади. Шу пайтда cарорат 20 дан 60°Сгача оширилиши 10 минутдан снг суспензиянинг тиниш даражасини 59,17%дан 89,22%гача ортишини таъминлайди. Тиндириш жараёни давомийлигининг 10 дан 30 минутгача оширилиши тиниш тезлигининг 0,62 м/соат дан 0,09 м/соат гача камайишига, cароратнинг оширилиши эса тезликнинг 0,62 м/соат дан 1,44 м/соат га ортишига олиб келади. Бу cарорат оширилганда эритма KовушKоKлигининг камайиши билан изоcланади.
Сa2SO4.2Н2О чкмасининг фильтрлаш тезлиги чкма бйича 781 кг/м2
·с ни, бтKа бйича – 2733,5 кг/м2
·с ни ташкил этади. Фильтрдаги чкма баландлиги ортганда фильтрлаш тезлиги чкма бйича cам, бтKа бйича cам сезиларли даражада камаяди.
Дистиллер суюKлиги билан рапаларни сульфатсизлантириш жараёнининг давомийлиги 5 дан 180 минутга узайтирилиши 20°С да суюK фаза зичлигининг 1,206 г/см3 дан 1,193 г/см3 гача камайишига олиб келади. Сульфатсизланиш босKичи cарорати 20 дан 40 ва 60°С гача оширилганда суюK фаза зичлиги амалда згармайди ва сульфатсизлантириш давомийлиги 30 минут ва ундан кп ваKт давомида 1,195-1,197 г/см3 ни ташкил Kилади. bарорат оширилганда эритма зичлиги сезиларсиз даражада згаради. Сульфатсизлантириш жараёни давомийлиги ва cарорат ортганда эритма KовушKоKлиги cам камаяди.
Караумбет кли рапасини «КнCирот сода заводи» УК дистеллер суюKлиги билан сульфатсизлантириш натижасида олинган эритмадаги кальций ионлари миKдори ортади, бу эса натрий хлорид ва бишофитни ифлослантиради. JолдиK кальций ионларини йKотиш учун натрий карбонатдан фойдаланилди, унинг меъёрини кальций карбонат cосил блишига мувофиK келадиган стехиометрик миKдорга нисбатан 75% дан 125% оралиCида олинди. Натрий карбонат меъёри 75 дан 105% гача оширилганда суюK фазадаги кальций хлорид миKдори сезиларли даражада 0,87 дан 0,67% гача камаяди. Натрий карбонат меъёрининг кейинги 125% гача оширилиши суюK фазадаги кальций хлорид миKдорининг сезиларли даражада камайишига олиб келмайди. БошKа компонентлар – магний ва натрий хлориди cамда магний сульфат миKдори cам кам даражада згаради ва улар миKдори мувофиK cолда Kуйидаги чегарада згаради (оC. %): 9,106-9,151; 15,223- 15,665 ва 0,227-0,228.
SO4-2 ионлари KолдиK миKдорини чктиришни 25 0С cароратда 70-105% меъёрдаги барий хлорид билан 30 минут жараён давомийлигида тказилди.
Барий хлорид меъёри 70 дан 100% гача оширилганда рапа сульфатсизланиш даражасининг пропорционал суратда ортиши кузатилади. Барий хлорид меъёри 100% га етганда сульфатсизланиш жараёни якунланади. Бунда сульфатсизланиш даражаси 99,50% га етади ва рападаги KолдиK SO4 миKдори 0,001% дан ортмайди.
ОртиKча барий хлорид тарзидаги Kшимчалар блмаслиги учун кейинги тадKиKотларда барий хлорид меъёри 95-98% чегарасида олинди. Бунда SO4-2 ионларининг чкиш даражаси 96,25-98,63% га етади ва эритмадаги KолдиK SO4-2 ионлари миKдори 0,0036-0,0086% ни ташкил этади, бу эса бишофит учун белгиланган талабларга жавоб беради.
IV. Диссертациянинг «Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kайта ишлаш жараёнининг тадKиKи» деб номланган тртинчи бобида тозаланган рапани магний хлоридга Kайта ишлаш бйича тадKиKот маълумотлари келтирилган.
Сульфат ва кальцийдан тозаланган рападаги натрий хлорид миKдорининг кплигига боCлиK cолда буCлатиш 100 оС cарорат ва 40 мм сим. уст. вакуум шароитида икки босKичда – натрий хлорид чкмасини босKичма-босKич ажратиб олиш билан амалга оширилди.
5-жадвал
Биринчи ва иккинчи босKич буCлатишдан снг суюK фаза таркибига буCлатиш жараёнининг таъсири
БуCлатиш босKичи
БуCланган сув, %
СуюK фаза оCирлиги,оC. %
С:J



MgCl2
NaCl
СаС12
MgSO4


I
0
9,12
15,49
0,67
0,23
1,250


30
12,21
18,52
0,59
0,21
1,271


31,5
13,18
17,67
0,55
0,20
1,279


32,6
13,90
17,08
0,51
0,20
1,286


33,5
14,54
16,54
0,49
0
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Биринчи босKич буCлатиш ва натрий хлорид ажратилган снг олинган фильтрат 52% сув буCлангунча буCлатилди. Рапани концентрлашнинг, биринчи ва иккинчи босKичда буCлатишга таъсири бйича маълумотлар 5-жадвалда келтирилган.
БуCлатилган сув миKдорининг 45,6% гача ортиши С:Jнинг 3,86 га камайишига олиб келади ва бунда эритмадаги магний хлорид концентрацияси 24,01% гача ортади, натрий хлорид миKдори эса унинг чкмага тушиши cисобига 8,01% гача камаяди, бу эса натрий ва магний хлоридлар эрувчанликларининг фарKланиши билан изоcланади. Кальций хлорид концентрацияси 0,67% дан 0,32% гача, магния сульфат концентрацияси эса 0,23% дан 0,11% гача камаяди. СуюK фаза зичлиги 1,250 г/см3 дан 1,422 г/см3 гача ортади. Иккинчи босKич буCлатишда 52,0-55,2% миKдордаги сув буCлатилгандан ва натрий хлорид ажратилгандан снг магний хлорид концентрацияси 43,10-46,92% га етади, бу эса таркибида 91,94-97,06% магний хлорид гексагидрати блган маcсулот сифатидаги бишофитга мувофиK келади. Jшимчалар миKдори бйича бишофит давлат стандарти (ДАСТ) 7759-73 талабларига мувофиK келади. Натрий хлорид миKдори 0,09-0,25% дан ошмайди. Бунда кальций хлорид концентрацияси 0,05-0,03% гача, магний сульфат концентрацияси 0,03% гача камаяди, С:J 4,84-5,69 Kийматга етади.
6-жадвал
Биринчи ва иккинчи босKич буCлатишда NaCl чкмали бтKанинг фильтрланиши
БуCлатиш босKичи
С:J
Чкма баландлиги,
мм
Фильтрланиши
(Ф·10-5), м4/Н·с
Фильтрланиш тезлиги, кг/м2·с





БтKа бйича
Чкма бйича
Фильтрат бйича

I
3,5:1
21,7
0,851
11474
3828
7646



14,6
0,651
13064
43
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Натрий ва магний хлоридлар эритмаси буCлатилганда cосил бладиган бтKани фильтрлаш жараёнини рганиш крсатдики, KолдиK босим 84 кПа ва фильтрлаш сатcи 63,59·10-4 м2 блганда фильтрлаш тезлиги катта блади (6-жадвал).
ѕтказилган лаборатория тадKиKотлари асосида бир пайтда кимёвий чктирилган гипс, бр ва натрий хлорид олиш билан Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини магний хлоридга комплекс Kайта ишлаш технологик схемаси ишлаб чиKилди (2-расм).

2-расм. Бишофит ишлаб чиKаришнинг принципиал технологик схемаси.

Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини комплекс Kайта ишлаш блок-схемаси ишлаб чиKилди, моддий оKимлар схемаси ва моддий баланси тузилди, технологик режим меъёри аниKланди, Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларидан бишофит ишлаб чиKаришнинг самарадорлиги бйича дастлабки техник-иKтисодий cисоблар амалга оширилди. Ишлаб чиKариш регламенти, бишофит ишлаб чиKаришни лойиcалаш учун дастлабки маълумотлар тайёрланди.

ХУЛОСА
Диссертация ишини бажаришда олинган асосий илмий ва амалий натижалар Kуйидагилар cисобланади:
1. Караумбет ва Борсакелмас кли рапаларининг кимёвий таркиби, шунингдек айрим физик хоссаларини рганиш орKали тузли таркибининг бир-биридан кескин фарKланиши, бунда Борсакелмас кли рапасига нисбатан Караумбет кли рапасида туз миKдори 1,2 мартадан ортиK кп блиши аниKланди. Эритма тузли таркибининг кескин фарK Kилганда cам уларнинг физик хоссалари кам фарKланади.
Борсакелмас кли рапасининг зичлиги 1,190 дан 1,221 гача, Караумбет кли рапасининг зичлиги эса 1,240 дан 1,290 г/см3 гача, Борсакелмас кли рапаси учун KовушKоKлик 1,40 дан 1,187 гача, Караумбет кли рапаси учун KовушKоKлик 3,07 дан 4,87 сПз гача згаради, рН муcити эса 6,3 дан 7,0 гача згаради.
2. Илк маротоба NaCl-H2O, Na2SO4-H2O системаси ва 2Na+, Mg2+//2CI-, SO4-H2O тртламчи сувли системасининг таcлилига асосан галитнинг ёзги чкиши ва мирабалитнинг Kишки чкиши назарий асосланди. Олинган экспериментал ва илмий маълумотлар cудуднинг табиий климатик шароитида кллар рапаларида концентрланиш жараёнлари содир блиши cамда шарт-шароитларини асослаб беришни таъминлайди. Караумбет кли рапаларини табиий буCлатиш йли билан 22% гача натрий хлоридни ажратиб олиш мумкинлиги ва бунда магний оксид миKдори 4,59% дан 9,45% гача, 3,46% дан сульфатлар миKдори 4,25% гача ортиши крсатиб берилди. Кальций оксид миKдори 0,11 дан 0,08% гача камаяди. Борсакелмас кли рапаларининг таркиби cам бойийди ва таркибидаги магний хлорид миKдори 17,33% га натрий сульфат миKдори эса 8,72% га етади. Jишки чкиш рапалардан мирабилитнинг ажралишини ва бу эса Na2SO4миKдорини 0,13-0,53% гача камайишини ва ёзги табиий чкишдан снг эса рапа таркибидаги магний хлоридни 19,69 - 23,31 % гача ошишига олиб келади.
3. Саноат ишлаб чиKариши шароитида Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини концентрлаш жараёнлари тадKиK Kилинди ва рапаларни буCлатишни икки босKичда тказиш маKсадга мувофиKлиги крсатиб тилди. Рапани биринчи босKичда 1,34-1,40 г/см3 зичликкача буCлатиш, натрий хлорид ажратилгандан снг суюK фазани иккинчи босKичда 1,34-1,35 г/см3 зичликкача буCлатиш керак. Бунда натрий хлориднинг концентрацияси биринчи босKич буCлатишдан снг 15-16% ни, иккинчи босKичдан снг эса 19,0-19,5% ни ташкил этади.
4. Сода ишлаб чиKариш чиKиндиси – дистиллер суюKлигидан фойдаланган cолда Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини сульфатсизлантириш жараёнлари рганилди. Технологик жараённинг оптимал меъёри аниKланди: дистиллер суюKлиги меъёри – 100-102%, жараён cарорати – 20-30о С, жараён давомийлиги – 20-30 минутни ташкил этади. Бунда рапанинг сульфатсизланиш даражаси ва суюK фазадаги KолдиK кальций ионлари миKдори мос cолда 88-91% ва 0,14-0,21% ни ташкил Kилади. bосил бладиган суспензия етарли даражада яхши ажралади (чкиш тезлиги 0,5-0,9 м/соат ни ташкил этади). 30 минутдан снг суспензияни тиниш даражаси 92,88% га етади. JуюK чкма бйича кальций сульфат чкмасини фильтрлаш тезлиги 781 кг/м2·с ни ташкил этади.
5. Караумбет ва Борсакелмас кллари Kисман сульфатсизлантирилган рапаларини KолдиK сульфатлар ва кальций миKдоридан барий хлорид ва натрий карбонат билан Kшимча тозалаш тадKиK Kилинди. Жараёнда иштирок этувчи реагентлар нисбатининг чегараси аниKланди. Натрий карбонатнинг маKбул меъёри 100-105% cисобланиши крсатиб берилди. Бунда кальций ионларининг чкиш даражаси 59,4-60,5% ни ташкил этади. Барий хлориднинг маKбул (оптимал) меъёри 95-98% cисобланади. Бунда рападаги сульфатлар миKдори 0,001% дан ошмайди.
6. Олдиндан тозаланган магний ва натрий хлоридлари эритмаларини буCлатиш жараёнини рганиш орKали таркибида 43,10-46,92 % магний хлорид блган суюKланма олиш мумкинлиги крсатиб берилди. Бунинг учун буCлатишни икки босKичда амалга ошириг маKсадга мувофиKдир. Биринчи босKичда 45,6% гача сув буCлатилади ва таркибида 24,01 % гача магний хлорид ва 8,01% гача натрий хлорид блган эритма олинади. СуюK фаза зичлиги бунда 1,250 г/см3 дан 1,422 г/см3 гача ортади. Биринчи босKич буCлатишдан ва натрий хлорид ажратилгандан снг иккинчи босKич буCлатишда Kолган сувнинг 55,2% миKдори буCланади. Олинган суюKланма таркибида 0,09-0,25% натрий хлорид, 0,03-0,05% кальций хлорид, 0,03% гача магний сульфат блади. Натрий хлорид чкмаси яхши фильтрланади. Фильтрланиш тезлиги чкма бйича С:J нисбатига ва фильтрдаги чкма Kатлами Kалинлигига боCлиK cолда биринчи босKичда 3823-5663 кг/м2·с ни ва иккинчи босKичда 1807-3064 кг/м2·с ни ташкил этади.
7. Лаборатория ва модел Kурилмалардаги тажриба ишлари асосида бишофит олиш технологик схемаси ишлаб чиKилди, моддий баланси тузилди, ишлаб чиKаришнинг технологик регламенти, йиллик Kуввати 15 минг т блган ишлаб чиKариш Kурилмасини лойиcалаш учун дастлабки маълумотлар тайёрланди. Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларини Kайта ишлаш бйича амалий тадKиKотлар натижалари бишофит ишлаб чиKариш технологиясини синашга асос блиб хизмат Kилди, бу эса синов ишлари «Fargonaazot» АЖда тажриба намуналари ишлаб чиKариш билан мувоффаKиятли тказилди.
8. Бишофит ишлаб чиKаришнинг самарадорлиги бйича дастлабки техник-иKтисодий cисоблар амалга оширилди, бу Караумбет ва Борсакелмас кллари рапаларидан бишофит ишлаб чиKаришнинг юKори самарадорлилигини крсатди. Маcсулот таннархи 737,78 минг смни, улгуржи нархи эса 1106,66 минг смни ташкил этади. Йилига 15 минг тонна бишофит ишлаб чиKарилганда иKтисодий самарадорлик 5,533 млрд. смни ташкил этади ва йилига 8,25 млн. доллар иKтисод Kилинади. Ундан ташKари Kшимча махсулотлар натрий хлориди, кимёвий чуктирилган гипс ва мелни сотишдан cам иKтисодий самарадорлик олинади ва Kшимча ишчи ринлари яратилади.

















НАУЧНЫЙ СОВЕТ 16.07.2013.К/Т.14.01 ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ПРИ ИНСТИТУТЕ ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И ТАШКЕНТСКОМ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ИНСТИТУТЕ

ТАШКЕНТСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ





ТОЖИЕВ РУСТАМБЕК РАСУЛОВИЧ


РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИШОФИТА
ИЗ РАПЫ ОЗЕР КАРАУМБЕТ И БАРСАКЕЛЬМЕС





02.00.13 – Технология неорганических веществ и материалов на их основе


АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ ДОКТОРА ФИЛОСОФИИ (PhD) ПО ТЕХНИЧЕСКИМ НАУКАМ



Ташкент – 2017

ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации доктора философии (PhD)
Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире главная перспектива развития сельского хозяйства связана с повышением урожайности и качества за счет внедрения новейших технологий обработки почвы и выращивания сельхозкультур, созданием высокоурожайных сортов технических культур и конечно, применением комплексных мер, включающих применение минеральных удобрений, средств защиты растений, дефолиантов и др. препаратов. Поэтому, в последнее время уделяется большое внимание разработке новых, высокоэффективных, безопасных видов дефолиантов для хлопчатника, протравителей семян. Большинство новых дефолиантов и протравителей основано на применении хлората и хлорида магния.
На сегодняшний день в мире особое внимание уделяется разработкам технологии получения чистых солей и оксида магния с вовлечением в производство имеющихся сырьевых источников в виде рассолов, соляных озер, морской воды, природных залежей. В этом аспекте, важной задачей является разработка технологии получения хлористого магния из рапы озер Караумбет и Барсакельмес. Для разработки технологии переработки рапы озер необходимо обосновать для научных решений, в том числе по следующим направлениям: разработка эффективного метода получения насыщенных, очищенных от сопутствующих примесей растворов хлористого магния из рапы, переработка очищенных растворов на хлористый магний, разработка технологии получения бишофита.
За годы независимости в химической промышленности Республики достигнуты высокие результаты по модернизации и диверсификации производств, внедрению инновационных технологий, увеличению объемов и расширению ассортимента экспортоориентированной, конкурентоспособной продукции, в том числе, дефолиантов, протравителей семян. В результате реализации конкретных мер достигнуты высокие результаты научных исследований по развитию технологий производства малотоксичных дефолиантов и обеспечению ими сельского хозяйства. Вместе с этим не уделено достаточного внимания освоению новых месторождений магнийсодержащего сырья и вовлечению их в промышленное производство. В третьем направлении стратегии развития Республики Узбекистан отмечены важные задачи, направленные на опережающие «развитие высокотехнологичных обрабатывающих отраслей, прежде всего по производству готовой продукции с высокой добавленной стоимостю на базе глубокой переработки местных сырьевых ресурсов». В этом отношении освоение новых месторождений магнийсодержащего сырья и вовлечение их в промышленное производство и занимают особое место в обеспечении Республики нужными химическими продуктами.
Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных в Указах Президента Республики Узбекистан № УП 4707 от 4 марта 2015 года «О программе мер по обеспечению структурных преобразований, модернизации и диверсификации производства на 2015-2019 годы», № УП-4947 от 7 февраля 2017 года «Стратегия действий по пяти приоритетным направлениям Республики Узбекистан в 2017-2021 годах», Постановлением Президента Республики Узбекистан № ПП-3236 от 23 августа 2017 года «О программе развития химической промышленности на 2017-2021 годы», а также других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.
Соответствие исследования приоритетным направлениям развития науки и технологии в Республике. Данное исследование выполнено в соответствии с приоритетным направлением развития науки и технологий в республике VII. «Химические технологии и нанатехнологии».
Степень изученности проблемы. В научно – технической и патентной литературе имеется большой объем научных материалов и способов переработки магнийсодержащих сырьевых источников на бишофит и другие соединения магния. Вопросами переработки хлоридно- сульфатных растворов занимались Курнаков Н.С., Валяшко М.Г., Лепешков И.Н., Бергман А.Г., Здановский А.Б., Денс-Литовский А.И., Хожамамедов А.В., Кульмаксимов А.Х. и др.
Сырьевые ресурсы магния разнообразны, имеют свойственный только им состав, отличный один от другого. Поэтому необходимо для каждого вида сырья проведение отдельных научных и технологических подходов, выбор наиболее подходящих методов переработки. Известные в мировой практике технологии не приемлемы для переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес.
Имеются сведения о запасах рапы озер Караумбет и Барсакельмес, их составах и возможности переработки их на хлористый натрий и бишофит, но совершенно нет данных по технологии переработки, очистке рапы от примесей, получению бишофита.
Связь диссертационного исследования с планами научно-исследовательских работ научно-исследовательского учреждения, где выполнена диссертация. Диссертация выполнена в рамках прикладного проекта № А-6-274 «Комплексная переработка рапы озера Караумбет Республики Каракалпакстан» на 2006-2008 гг. и инновационного проектов № ИД-2-003 «Опытно – промышленное основание производств хлорида натрия, сульфата натрия, хлорида магния и оксида магния из рапы озер Караумбет и Барсекельмес на 2009-2010 гг.
Целью исследования является разработка приемлемой технологии получения бишофита, используя в качестве обессульфачивающего реагента дистиллерную жидкость – отход УП «Кунградский содовый завод».
Задачи исследования:
изучение химического и солевого состава, физико-химических свойств рапы озер Караумбет и Барсакельмес;
исследование влияния погодных условий региона на процессы летней и зимней садки галита и мирабилита;
исследование процесса выпарки рапы озер Караумбет и Барсакельмес
исследование процесса обессульфачивания рапы озер Караумбет и Барсакельмес;
исследование процесса доочистки обессульфаченных растворов от остаточных количеств сульфатов и кальция;
исследование процессов выпарки очищенных растворов, отделения выпавших осадков;
исследование процесса кристаллизации плава бишофита;
апробация технологии комплексной переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес на хлористый магний в опытно-промышленных условиях;
разработка технологической схемы, составление материального баланса, подготовка технологического регламента, проведение предварительных технико-экономических расчетов.
Объектом исследования являются рапа озер Караумбет и Барсакельмес, дистиллерная жидкость, кальцинированная сода, сульфаты натрия и кальция, галит, бишофит.
Предметом исследования являются технологии очистки рапы озер Караумбет и Барсакельмес от мешающих примесей и комплексной переработки рапы с получением бишофита, галита, химически осажденных гипса и мела.
Методы исследования. Химический, физико-химический, пламенно-фотометрический, рентгенографический, ИК-спектроскопический.
Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:
впервые разработан способ комплексной переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес на хлористый магний с одновременной утилизацией дистиллерной жидкости – отхода содового производства;
выявлено влияние климатических факторов региона на изменения состава рапы;
выявлено влияние технологических факторов на степень обессульфачивания, реологические свойства и состав рапы;
разработаны технические решения, позволяющие повысить степень очистки обессульфаченной рапы от остаточных количеств сульфатов и кальция;
создана комплексная и эффективная технология переработки рапы озер Караумбет и Барсакелмес на хлористый магний с попутным получением химически осажденного гипса, карбоната кальция, галита.
Практические результаты исследования определяются тем, что
открывается возможность вовлечения рапы озер Караумбет и Барсакельмес в производство бишофита в качестве местного сырья;
разработана комплексная технология переработки рапы месторождений Караумбет и Барсакельмес на хлористый магний с одновременным получением гипса, мела и галита;
на УП «Кунградский содовый завод» и АО «Ферганаазот» проведены испытания технологии комплексной переработки рапы озер Караумбет и Барсакелмес на хлористый магний;
освоение технологии получения бишофита из рапы озер Караумбет и Барсакельмес позволит вовлечь в промышленное производство местное сырье, обеспечить потребности страны в импортозамещающей продукции.
Достоверность результатов исследования. Результаты химических и физико-химических методов анализа подтверждены при проведении испытаний в опытно-промышленных условиях.
Научная и практическая значимость результатов исследования. Научная значимость результатов исследований заключается в том, что она заложила основы для вовлечения рапы озер Караумбет и Барсакельмес в производство важного для экономики страны импортозамещающего химического продукта – хлористого магния. Получены сведения по комплексной переработке рапы озер Караумбет и Барсакельмес путем летней садки галита и зимней садки мирабилита.
Практические значимость исследований позволяет использовать многотоннажные отходы содового производства – дистиллерную жидкость, показана возможность очистки рапы от сульфатов осаждением в виде сульфата кальция и доочистки обессульфаченных растворов кальцинированной содой и хлористым барием.
Внедрение результатов исследования. На основе полученных научных данных по разработке технологии комплексной переработки рапы озер Караумбе и Барсакельмес на хлористый магний:
получен патент Агенства по интеллектуальной собственности Республики Узбекистан на «Способ переработки природных рассолов, содержащих хлориды и сульфаты натрия и магния» (№ IAР 04356). В результате появляется возможность получения хлорида магния из растворов, содержащих хлориды и сульфаты натрия и магния путем обработки обессульфаченных дистиллерной жидкостью растворов кальцинированной содой, выпаркой и отделением хлорида натрия;
технология очистки рапы озер Караумбет и Барсакельмес от сульфатов, кальция, натрия, выделения галита и получения кристаллического хлористого магния внедрена на АО «Ферганаазот» (Справка АО «Узкимесаноат» от 01 декарбя 2017 года № 01/3-6016/П). В результате это позволит получить импортозамещающую и экспортоориентированную химическую продукцию, обеспечить химическую промышленность в ценном химическом сырье, экономить валютные средства.
Апробация результатов исследования. Результаты данного исследования были доложены и обсуждены на 2 международных и 10 республиканских научно-практических конференциях.
Опубликованность результатов исследования. По теме диссертации опубликовано 19 научных работ. Из них 6 научных статей, из которых 3 в республиканских и 3 в зарубежных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для публикации основных научных результатов диссертаций, а также получен 1 патент РУз.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Объем диссертации выключает 120 страниц.


ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность и востребованность темы диссертации, сформулированы цель и задачи, выявлены объекты и предметы исследования, определено соответствие исследования приоритетным направлениям развития науки и технологий Республики Узбекистан, изложены научная новизна и практические результаты исследования, раскрыты научная и практическая значимость полученных результатов, приведены сведения о состоянии внедрений результатов исследований в практику, опубликованным работам и структуре диссертации.
В первой главе диссертации «Современное состояние в области производства и применения бишофита» дана характеристика сырьевым ресурсам, применению хлористого магния и способам его получения. Рассмотрены системы, обосновывающие получение бишофита из различных растворов и рассолов. На основе детального и глубокого анализа опубликованных материалов сформулированы цель и задачи исследования.
Во второй главе диссертации «Характеристики исходных, промежуточных и готовых продуктов» приведены сведения о месторождениях минеральных солей, характеристика рапы озер Караумбет и Барсакельмес, об изменениях состава рапы, происходящих во времени, приведены состав дистиллерной жидкости и методики проведения экспериментов, химических и физико-химических анализов.
В третьей главе «Очистка рапы озер Караумбет и Барсакельмес от мешающих примесей» приведены данные о составе и физико-химических свойствах рапы озер Караумбет и Барсакельмес, геолого-минералогические сведения о месторождениях минеральных солей.
Запасы межкристаллической рапы в озере Караумбет в контуре разведанных промышленных запасов составляют 1506,3 тыс. т. Утвержденные запасы озера Караумбет оцениваются в 700 тыс. т MgCl2 или 295 тыс. т MgО. Рапы озера Караумбет содержит NaCI – 20,3-22,7%, MgCI2 – 6,2-6,7% и MgSO4 – 5,2-8,3%.
Рапа озера Барсакельмес представлена в основном хлоридами натрия, магния и сульфатом магния, содержание которых составляет: NaCI – 26,3-29,0%, MgCI2 – 2,3-5,0% и MgSO4 – 1,8-3,5%. Запасы солей магния в рапе озера Барсакельмес оцениваются в количестве 2470 тыс. т MgCI2 или 1040 тыс. т MgO. Плотность рапы озера Барсакельмес изменяется от 1,190 г/см3 до 1,220 г/см3, рН составляет 6,4-7,0, вязкость 2,04-2,77 сПз при 20 о С. Температура кипения растворов изменяется от 103 до 106° С.
Рапа озера Караумбет имеет более высокое содержание магния и сульфат – ионов. Содержание магния в рапе озера Караумбет в 2-3 раза выше и составляет от 4,55 до 6,27 % в пересчете на MgO. Физические характеристики рапы озера Караумбет незначительно отличаются от рапы озера Барсакельмес и составляют: рН 6,3-6,8, плотность 1,24-1,29 г/см3, вязкость 3,07-4,87 сПз. Температура кипения 104-106 оС.
Исследования по естественному испарению рапы проводили в опытных условиях на открытой площадке, вблизи озера Караумбет. Продолжительность наблюдений составляла 80 суток. Для этого в металлическую емкость была залита рапа озера Караумбет в объеме 0,424м3 и Барсакельмес в объеме 0,546м3. Для исследований использовали рапу озера Караумбет состава (масс. %): Na2O - 11,98; СаО - 0,11; МgO - 4,59; Cl- - 16,90; н.о. - 0,23; SO42- - 3,46; MgCI2 - 6,88; NaCl - 22,65; МgSO4 - 5,31; н.о. - 0,23 и рапу озера Барсакельмес состава (масс. %): Na2O - 14,38; МgO - 1,59; СаО - 0,045; Cl- - 17,90; SO42- - 1,90; MgCI2 - 3,80; NaCl - 24,82; Na2SO4 - 2,81; pН - 6,6;
· - 1,200 г/см3;
· - 2,74 сПа.
За период наблюдений уровень рапы озера Караумбет снизился с 31,60 см до 10,30 см, объем уменьшился на 0,2902 м3, концентрация MgCl2 повысилась с 6,88 % до 17,41 %. Плотность рапы повысилась с 1,222 г/см3 до 1,288 г/см3. За это же время объем рапы озера Барсакельмес уменьшился с 0,5646 м3 до 0,2561 м3, высота слоя рапы снизилась с 40,33 см до 18,29 см, концентрация MgCl2 повысилась с 3,80% до 17,33%, выделено в осадок 24,98% NaCl.
Для моделирования процесса осаждения Na2SO4 при низких температурах и установления оптимальных параметров процесса изучено выделение Na2SO4
·10 Н2O из растворов, после осаждения NaCl в летних условиях.
При охлаждении рапы озера Караумбет с 30°С до -10°С раствор обедняется ионами натрия и сульфат - ионами и обогащается ионами магния и хлора. Содержание Na2SO4 уменьшается с 7,11% до 0,53%, NaCl с 3,94% до 1,61%, а MgCl2 - увеличивеется с 19,69% до 23,31%. В осадке присуствует, в основном, Na2SO4.10Н2О с примесями NaCl и MgSO4.
В таблице 1 приведены данные состава жидкой фазы, образующейся при охлаждении рапы озера Барсакельмес, которые свидетельствуют, что при охлаждении рапы до температуры минус 5 -10°С можно снизить содержание Na2SO4 в рапе до 0,13-0,53%, содержание хлорида натрия составляет 26,20-26,43%, хлорида магния 4,01-4,05%. Выход сульфата натрия составляет 81,14-95,37% от массы исходного раствора при температурах -5 ч -10°С.
Полученные данные свидетельствуют, что путем естественного испарения рапы озер Караумбет и Барсакельмес и садки хлорида натрия можно повысить содержание хлорида магния в рапе с 3,80-6,88% до 17%, а при последующей зимней садке полученных рассолов, выделить глауберит, тем самым снизить содержание сульфата натрия до 0,53% и, соответственно, повысить содержание хлорида магния до 23%.
Процессы естественного испарения рапы и зимней садки мирабилита очень длительные. Поэтому исследовали возможность концентрирования рапы озер в промышленных условиях.


Таблица 1
Химический состав жидкой фазы, образующейся при охлаждении рапы озера Барсакельмес
Темпера-
тура, °С
Химический состав, масс. %
Солевой состав, масс.%
Выход Na2SO4, %


Na+
Mg2+
Cl-
SO42-
MgCl2
NaCl
Na2SO4


30,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

25,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

20,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

15,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

10,0
10,67
0,96
17,90
1,90
3,80
24,82
2,81
0,00

5,0
10,65
0,96
17,97
1,78
3,82
24,94
2,63
6,41

2,5
10,64
0,97
18,05
1,66
3,83
25,04
2,45
12,81

0,0
10,61
0,97
18,17
1,45
3,86
25,23
2,14
23,84

-2,5
10,52
1,00
18,64
0,72
3,96
25,88
1,07
61,92

-5,0
10,47
1,01
18,87
0,36
4,01
26,20
0,53
81,14

-7,5
10,45
1,02
19,00
0,18
4,03
26,36
0,27
90,39

-10,0
10,44
1,02
19,06
0,09
4,05
26,43
0,13
95,37


Выпарку рапы осуществляли при температуре 90о С под незначительным разряжением (40 мм рт. ст.) и постоянном перемешивании. По достижении заданного значения плотности рапу охлаждали до температуры 40 и 20оС, жидкую и твердую фазы разделяли фильтрованием. При концентрировании рапы озера Караумбет с исходной плотностью 1,240 г/см3 до плотности суспензии 1,550 г/см3 и охлаждении до 40° С содержание хлорида магния в жидкой фазе повышается с 7,20% до 28,24%. При этом содержание ионов натрия снижается с 8,01% до 0,91%, SO4-2 с 6,66% до 5,63%.
При температуре охлаждения 20°С эти показатели составляют, соответственно, для хлорида магния 7,20-28,98%, для ионов натрия 8,01-0,96%, для SO4-2 6,66 – 5,72 % и для соотношения Na:Mg 2,45-0,14.
Химический анализ твердых фаз, выделенных из упаренной рапы озера Караумбет при плотности 1,51-1,55 г/см3, свидетельствует о преимущественном содержании хлорида натрия и бишофита, при наличии незначительных количеств кристаллогидратов сульфата натрия.
Содержание сульфатов в твердой фазе, по мере концентрирование рапы, повышается с 0,28-0,36% при плотности упаренной пульпы 1,360 г/см3 до 2,67-3,54% при плотности 1,550 г/см3.
В таблице 2 приведены данные изменения состава жидкой и твердой фаз рапы озера Барсакельмес.
Плотность жидкой фазы от глубины выпарки изменяли от 1,245 до 1,295 г/см3, что соответствует плотности пульпы от 1,245 до 1,340-1,345 г/см3. Содержание хлорида магния повышается с 10,9% до 16,8%, ионов натрия снижается с 8,90% до 3,38%, SO4-2 - повышается с 4,21% до 7,69% и отношение Na:Mg снижается с 3, 21 до 0,79.

Таблица 2
Влияние процесса концентрирования на состав маточных растворов и солевого осадка рапы озера Барсакельмес при температуре охлаждения 40°С

п/п
(ж.ф.,
г/см3
Состав жидкой фазы, масс. %
Na:Mg
Состав твердой фазы, масс. %



Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2
МgCl2

Na+
Mg+2
Cl-

1
1,245
8,90
2,77
16,9
4,21
10,9
3,21
38,93
0,13
60,83

2
1,246
6,40
2,97
12,9
4,66
11,6
2,16
42,56
0,15
57,30

3
1,276
6,20
2,97
15,9
4,68
11,6
2,09
43,41
0,11
55,20

4
1,290
5,01
3,72
13,9
6,01
14,6
1,35
43,60
0,15
54,90

5
1,295
4,44
4,46
15,8
7,58
17,5
1,00
43,30
0,18
54,90

6
1,288
3,38
4,29
15,7
7,69
16,8
0,79
38,93
0,13
57,30


Твердая фаза, выделенная из упаренной рапы пробы озера Барсакельмес при охлаждении до 40оС, соответствует практически чистому хлориду натрия. Хлорид магния присутсвует в виде окклюдированной жидкости в составе хлорида натрия. Его содержание не привишает 0,18%. Сульфат ионы полностью отсутствуют.
В таблице 3 представлены результаты концентрирования рапы озера Барсакельмес в две ступени. На первой стадии выпарку исходной рапы осуществляли до плотности суспензии 1,38 и 1,40 г/см3, на второй стадии жидкую фазу с I ступени, после отделения осадка, упаривали до плотности 1,34-1,35 г/см3.
Полученные результаты свидетельствуют, что при упаривании рапы до плотности 1,34-1,35 г/см3 в осадке присутствует только хлорид натрия. При дальнейшей выпарке пульпы до плотности 1,38-1,40 г/см3 в осадок выпадают и сульфаты. После отделения хлорида натрия и выпарки фильтрата на второй ступени выпарки до плотности рапы 1,34-1,35 г/см3 в осадок выпадает только хлорид натрия.
Для получения чистого хлорида натрия и более концентрированных растворов хлорида магния (19-19,5%) рапу необходимо выпаривать в две ступени. На первой стадии выпаривать до плотности пульпы 1,345-1,350 г/см3 с отделением хлорида натрия. Полученный маточный раствор с плотностью 1,29-1,30 г/см3 на второй стадии выпаривать также до плотности пульпы 1,345-1,350 г/см3. При этом в осадок выпадает практически чистый хлорид натрия с содержанием более 98 %.
Присутствие в составе рапы сульфат ионов препятствует прямому использованию ее для выделения хлорида магния. Поэтому, одним из путей использования рапы для получения бишофита является избавление от сульфат ионов. Исследования по обессульфачиванию рапы озер Караумбет и Барсакельмес проводили дистиллерной жидкостью. Норму дистиллерной жидкости рассчитывали исходя из соотношения SO4-2:Са+2 .
Таблица 3.
Влияние процесса выпарки на состав маточных растворов и солевого осадка рапы озера Барсакельмес.

(сусп.,.
(ж.ф.,
Состав жидкой фазы, масс. %
Состав твердой фазы, масс. %


г/см3
г/см3
Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2
MgCl2
Na+
Mg+2
Cl-
SO4-2

I ступень выпарки

1
1,245
1,245
8,90
4,60
16,90
4,21
10,62
-
сл.
-
-

2
1,345
1,295
6,01
5,24
14,60
6,21
14,95
38,46
сл.
49,72
сл.

3
1,380
1,270
5,55
6,41
14,97
7,10
15,13
40,17
сл.
50,33
0,94

4
1,400
1,300
4,12
8,53
15,40
7,15
20,14
42,21
сл.
49,05
1,72

II ступень выпарки

5
1,340
1,296
3,90
8,27
16,12
6,87
19,54
39,35
сл.
48,92
сл

6
1,350
1,297
3,68
8,18
14,73
7,33
19,35
37,10
сл.
50,63
сл


В таблице 4 приведены результаты исследования влияния продолжительности процесса и температуры на состав и степень обессульфачивания рапы озера Караумбет при норме СаО дистиллерной жидкости 100 %.
С увеличением продолжительности процесса от 5 до 20 минут при температуре 20 оС степень обессульфачивания заметно повышается. Через 5 мин она составляет 58,37%, а через 20 мин. достигает 88,59 % и через 30 мин. составляет 89,80%. Дальнейшее увеличение продолжительности процесса до 180 минут не приводит к существенному увеличению степени обессульфачивания.
С увеличением температуры степень обессульфачивания незначительно снижается. При температуре 20, 40 и 60°С степень обессульфачивания рапы составляет через 5 мин. – 58,9; 54,93 и 50,88 %, через 30 мин. – 89,80; 84,50 и 78,27 % и через 60 мин. – 90,33; 85,40 и 79,21 %, соответственно.
Результаты исследований влияния нормы ионов кальция и температуры на процесс обессульфачивания рапы озера Караумбет, на ионный и солевой состав жидкой фазы, степень обессульфачивания показывают, что с увеличением нормы дистиллерной жидкости от 75 % до 100 % степень обессульфачивания повышается на 39,9 %, а с дальнейшим увеличением нормы от 100 до 150 % степень обессульфачивания возрастает всего лишь на 5,76 %. Кроме того, увеличение нормы дистиллерной жидкости более 100 % приводит к заметному увеличению содержания ионов кальция в жидкой фазе рапы, т.е. увеличивается содержание хлорида кальция.
Такая же закономерность изменения степени обессульфачивания и содержания ионов Са2+ в зависимости от нормы дистиллерной жидкости и температуры сохраняется в результатах экспериментов с рапой озера Барсакельмес.


Таблица 4
Влияние продолжительности процесса и температуры на состав и степень обессульфачивания рапы озера Караумбет при норме дистиллерной жидкости 100 %.
Время, мин
Ионный состав ж.ф., масс. %
Солевой состав ж.ф., масс. %
13 EMBED Equation.3 1415,%


Na+
Mg2+
Са2+
Cl-
SO42-
MgCl2
NaCl
СаС12
MgSO4


Температура обессульфачивания 20°С

5
5,67
2,33
0,40
15,24
0,96
8,27
14,43
1,12
1,20
58,37

10
5,72
2,35
0,22
15,36
0,52
8,79
14,55
0,60
0,65
77,85

15
5,74
2,36
0,14
15,41
0,34
8,99
14,60
0,40
0,42
85,49

20
5,75
2,36
0,11
15,43
0,27
9,08
14,62
0,32
0,33
88,59

30
5,75
2,36
0,10
15,44
0,24
9,11
14,62
0,28
0,30
89,80

60
5,75
2,36
0,10
15,44
0,23
9,13
14,63
0,27
0,28
90,33

180
5,75
2,36
0,09
15,45
0,22
9,14
14,63
0,26
0,27
90,81

Температура обессульфачивания 40° С

5
5,67
2,33
0,44
15,22
1,04
8,18
14,41
1,21
1,30
54,93

10
5,71
2,35
0,25
15,34
0,60
8,69
14,53
0,71
0,76
74,07

15
5,73
2,35
0,19
15,38
0,46
8,85
14,56
0,54
0,58
80,27

20
5,73
2,35
0,17
15,40
0,40
8,93
14,58
0,46
0,49
83,08

30
5,74
2,36
0,15
15,41
0,36
8,97
14,59
0,43
0,45
84,50

60
5,74
2,36
0,14
15,41
0,34
8,99
14,60
0,40
0,43
85,40

180
5,74
2,36
0,14
15,42
0,33
9,01
14,60
0,38
0,41
86,07

Температура обессульфачивания 60°С

5
5,66
2,32
0,47
15,19
1,13
8,08
14,39
1,32
1,42
50,88

10
5,68
2,33
0,37
15,26
0,87
8,38
14,46
1,02
1,09
62,36

15
5,70
2,34
0,29
15,32
0,69
8,59
14,50
0,80
0,86
70,45

20
5,71
2,35
0,25
15,34
0,60
8,70
14,53
0,69
0,74
74,46

30
5,72
2,35
0,21
15,37
0,51
8,80
14,55
0,59
0,63
78,27

60
5,72
2,35
0,20
15,37
0,49
8,83
14,56
0,57
0,61
79,21

180
5,72
2,35
0,20
15,38
0,47
8,84
14,56
0,55
0,59
79,79


С повышением нормы дистиллерной жидкости от 75 % до 110 % степень обессульфачивания увеличивается и имеет прямолинейную зависимость до нормы 100 % (рис. 1, а). Повышение температуры процесса с 20°С до 60°С приводит к снижению степени обессульфачивания. Так, при норме дистиллерной жидкости 100 – 110% степень обессульфачивания составляет для рапы озера Барсакельмес при 20°С 89,80–92,50%, при 40°С 83,14-85,64% и при 60°С 65,23-72,47%, что объясняется увеличением растворимости сульфата кальция. При этом относительное содержание кальция в рапе снижается до нормы дистиллерной жидкости 100%, а затем повышается (рис. 1, б). Оптимальными условиями процесса обессульфачивания рапы озер Караумбет и Барсакельмес являются температура 20-30°С, норма дистиллерной жидкости 100-105 %, продолжительности процесса 30 минут. При этом содержание сульфат ионов в обессульфаченной рапе составляет 0,29-0,85 %, а кальция 0,12-0,15 %.


Рис. 1. Влияние нормы дистиллерной жидкости и температуры на степень обессульфачивания (а) и относительное содержание кальция (б) в рапе при температуре: 1 – 20°С, 2 – 40°С, 3 – 60°С

При обессульфачивании рапы озер Караумбет и Барсакельмес 90-95% сульфатов выпадает в осадок в виде дигидрата сульфата кальция. Для отделения осадка были проведены исследования по изучению степени и скорости осветления, скорости фильтрации, образующейся суспензии при обессульфачивании рапы растворами дистиллерной жидкости и доочистке растворов хлористым барием и кальцинированной содой.
С увеличением продолжительности процесса отстаивания степень осветления замедляется, а с повышением температуры заметно увеличивается. Так через 10 минут степень осветления составляет 59,17 %, а через 30 минут она достигает 92,88 %, т.е за 20 минут она повышается на 33,71 %. В то же время, повышение температуры с 20 до 60°С способствует увеличению степени осветления суспензии через 10 минут с 59,17 % до 89,22 %. Увеличение продолжительности процесса отстаивания с 10 до 30 минут приводит к снижению скорости осветления с 0,62 м/час до 0,09 м/час, а повышение температуры увеличивает скорость с 0,62 м/час до 1,44 м/час. Это объясняется снижением вязкости растворов с повышением температуры. Скорость фильтрации осадка дигидрата сульфата кальция по осадку составляет 781 кг/м2.ч, по пульпе – 2733,5 кг/м2
·ч. С увеличением высоты осадка скорость фильтрации заметно снижается как по осадку, так и по пульпе.
Увеличение продолжительности процесса обессульфачивания рапы дистиллерной жидкостью с 5 до 180 минут приводит к снижению плотности жидкой фазы с 1,206 г/см3 до 1,193 г/см3 при 20°С. При повышении температуры стадии обессульфачивания с 20 до 40 и 60°С плотность жидкой фазы практически не изменяется и составляет 1,195-1,197 г/см3 при продолжительности обессульфачивания 30 и более минут. С повышением температуры плотность растворов снижается незначительно. Вязкость растворов с увеличением продолжительности процесса и повышением температуры обессульфачивания также снижается.
В результате обессульфачивания рапы озера Караумбет дистиллерной жидкостью в полученном растворе повышается содержание ионов кальция, который будет загрязнять хлористый натрий и магний. Для удаления остаточных ионов кальция использовали карбонат натрия, норму которого варьировали от 75 % до 125 % от стехиометрии на образование карбоната кальция.
С увеличением нормы карбоната натрия от 75 до 105% содержание хлорида кальция в жидкой фазе заметно уменьшается с 0,87 до 0,67%. Дальнейшее повышение нормы карбоната натрия до 125% не приводит к существенному снижению содержания хлорида кальция в жидкой фазе. Содержания остальных компонентов - хлоридов магния, натрия и сульфата магния также изменяются незначительно и находятся в следующих пределах, (масс. %): 9,106-9,151; 15,223- 15,665 и 0,228, соответственно.
Осаждение остаточного количества ионов SO4-2 проводили 10% раствором хлорида бария при температуре 25 оС, норме хлорида бария 70-105 % и продолжительности процесса 30 минут.
С увеличением нормы хлорида бария с 70 до 100 % наблюдается пропорциональное повышение степени обессульфачивания рапы. При достижении нормы хлорида бария 100 % процесс обессульфачивания завершается. При этом степень обессульфачивания достигнет 99,50 % и остаточное содержание SO4 в рапе не превышает 0,001 %.
Для дальнейших исследований норму хлорида бария выбрали 95 - 98 %, чтобы не вносить дополнительные примеси в виде хлорида бария. При этом степень осаждения ионов SO4-2 достигает 96,25 - 98,63 % и остаточное содержание SO4-2 ионов в растворе составляет 0,0036-0,0086%, что удовлетворяет требованиям, предъявляемым к бишофиту.
В четвертой главе «Исследование процесса переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес» приводятся данные исследований по переработке очищенной рапы на хлористый магний.
В связи с высоким содержанием хлорида натрия в очищенной от сульфатов и кальция рапе выпарку осуществляли в две ступени, с промежуточным отделением осадка хлорида натрия, при температуре 100 оС и разрежении 40 мм рт. ст.
Увеличение количества выпаренной воды до 45,6 % приводит к снижению Ж:Т до 3,86 и при этом концентрация хлорида магния в растворе повышается до 24,01 %, а содержание хлорида натрия снижается до 8,01 % за счет выпадения его в осадок, что объясняется различной растворимостью хлоридов натрия и магния. Концентрация хлорида кальция снижается с 0,67 % до 0,32 %, а сульфата магния с 0,23 % до 0,11 %. Плотность жидкой фазы повышается с 1,250 г/см3 до 1,422 г/см3.
Фильтрат после первой ступени выпарки и отделения хлорида натрия упаривали до удаления 52% воды. Данные влияние первой и второй ступеней выпарки на концентрирование рапы приведены в таблице 5.
При испарении воды в количестве 52,0-55,2 % на второй ступени выпарки и после отделения хлорида натрия концентрация хлорида магния достигает 43,10-46,92 %, что соответствует товарному бишофиту с содержанием 91,94 - 97,06 % гексагидрата хлорида магния. По содержанию примесей бишофит соответствует ГОСТ 7759-73. Содержание хлорида натрия не превышает 0,09 - 0,25 %. При этом концентрация хлорида кальция
снижается до 0,05 – 0,03 %, сульфата магния до 0,03 %, Ж:Т достигает значений 4,84 – 5,69.
Таблица 5.
Влияние процесса выпарки на состав жидкой фазы после первой и второй ступеней выпарки
Ступень
выпарки
Испаряемая
вода, %
Состав жидкой фазы, масс. %
Ж:Т



MgCl2
NaCl
СаС12
MgSO4


I
0
9,12
15,49
0,67
0,23
1,250


30
12,21
18,52
0,59
0,21
1,271


31,5
13,18
17,67
0,55
0,20
1,279


32,6
13,90
17,08
0,51
0,20
1,286


33,5
14,54
16,54
0,49
0,19
1,292


35,9
16,08
15,11
0,46
0,18
1,308


38,7
18,06
13,65
0,41
0,15
1,332


40,0
19,18
12,58
0,40
0,14
1,347


42,5
21,04
10,62
0,36
0,12
1,373


45,6
24,01
8,01
0,32
0,11
1,422

II
0
24,01
8,01
0,32
0,11



19,2
25,53
7,42
0,29
0,10
28,97


38,4
32,14
3,67
0,21
0,08
11,41


42,1
34,26
2,61
0,18
0,07
8,91


45,9
37,28
1,55
0,14
0,06
7,39


49,0
40,05
0,90
0,10
0,05
6,45


52,0
43,10
0,25
0,05
0,04
5,69


55,2
46,15
0,11
0,03
0,04
4,87


56,9
46,92
0,09
0,03
0,03
4,84


Исследования процесса фильтрации пульп, образующихся при выпарке растворов хлоридов натрия и магния, показали высокую скорость фильтрации при остаточном давлении 84 кПа и площади фильтра 63,59·10-4 м2 (табл. 6).


Таблица 6
Показатели фильтрации осадка NaCl на первой и второй стадиях выпарки
Ступень выпарки

Ж:Т
Высота осадка,
мм
Фильтруемость
(Ф·10-5), м4/Н·ч
Скорость фильтрации, кг/м2·ч





по пульпе
по осадку
по фильтрату

I
3,5:1
21,7
0,851
11474
3828
7646



14,6
0,651
13064
4356
8708



7,3
0,352
14152
4716
9436


4,0:1
15,8
1,021
16877
4219
12658



10,6
0,766
19952
4990
14962



5,3
0,384
21233
5310
15923


4,5:1
12,9
1,111
21096
4248
16848



8,7
0,862
24264
4860
19404



4,3
0,497
27507
5663
22644

II
5,0:1
10,1
0,259
7232
3811
5425



6,8
0,205
8492
2124
6368



3,5
0,117
9436
2358
7078


5,5:1
8,1
0,287
9374
1876
7499



5,5
0,235
11322
2264
9058



2,8
0,128
12132
2426
9706


6,0:1
7,5
0,320
13255
2074
9432



5,1
0,268
14155
2552
11603



2,6
0,164
16985
3064
13921


На основании проведенных лабораторных исследований разработана технологическая схема комплексной переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес на хлористый магний с попутным получением химически осажденного гипса, мела и хлористого натрия (рис. 2).

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема производства бишофита.
Разработана блок-схема комплексной переработки рапы озер Каракумбет и Барсакельмес, составлены схемы материальных потоков, материальный баланс, установлены нормы технологического режима, проведены предварительные технико-экономические расчеты эффективности производства бишофита из рапы озер Караумбет и Барсакельмес. Подготовлены регламент и исходные данные для проектирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основными научными и практическими результатами, полученными при выполнении диссертационной работы, являются:
1. Изучением химического состава рапы озер Караумбет и Барсакельмес, а также некоторых их физических свойств. Выявлено существенное отличие в солесодержании, которое в рапе озера Караумбет в 1,2 раза выше, чем в рапе озера Барсакельмес. При значительном отличии солевых составов растворов их физические свойстве отличаются незначительно.
Плотность рапы озера Барсакелмес изменяется от 1,190 до 1,221, а озера Караумбет от 1,240 до 1,290 г/см3, вязкость от 1,40 до 1,187 для рапы озера Барсакелмес и от 3,07 до 4,87 сПз для рапы Караумбет, рН изменяется от 6,3 до 7,0:
2. Впервые на основе анализа систем NaCl-H2O, Na2SO4-H2O и четверной взаимной водной системы 2Na+,Mg2+//2CI-,SO4-H2O теоретически обоснованы процессы летней садки галита и зимней садки мирабилита. Полученные экспериментальные, научные данные позволяют обосновывать и прогнозировать условия протекания процессов концентрирования рапы озер в естественных климатических условиях региона. Показано, что путем естественного испарения рапы озера Караумбет можно выделить до 22 % хлористого натрия и при этом содержание окиси магния повышается с 4,59 % до 9,45 %, сульфатов с 3,46 % до 4,25 %. Содержания окиси кальция снижается с 0,11 до 0,08 %. Состав рапы озера Барсакельмес также обогащается и содержание хлористого магния достигает 17,33 %, сульфата натрия 8,72 %. Зимняя садка позволяет выделить из рапы мирабилит и тем самым снизить содержание сульфата натрия до 0,13-0,53 % и повысить содержание хлористого магния с 19,69 до 23,31 % .
3. Исследованы процессы концентрирования рапы озер Караумбет и Барсакельмес в производственных условиях и показано, что процесс выпарки рапы целесообразно вести в две ступени. На первой стадии рапу упаривать до плотности 1,34-1,3,5 г/см3, на второй стадии жидкую фазу, после отделения хлористого натрия, упаривать также до плотности 1,34-1,35. При этом концентрация хлористого натрия после первой стадии выпарки составляет 15-16 %, а после второй – 19-19,5 %.
4. Изучен процесс обессульфачивания рапы озер Караумбет и Барсакелмес с использованием отхода содового завода – дистиллерной жидкости. Установлены оптимальные нормы технологического процесса: норма дистиллерной жидкости – 100-102 %, температура процесса – 20-30о С, продолжительность – 20-30  минут. При этом степень обессульфачивания рапы и остаточное содержание ионов кальция в жидкой фазе составляет, соответственно, 88-91 % и 0,14-0,21 %.
Образующаяся суспензия достаточно хорошо разделяется (скорость осаждения составляет 0,5-0,9 м/час). Через 30 минут степень осветления суспензии достигает 92,88%. Скорость фильтрации осадка дигидрата сульфата кальция по сгущенному осадку составляет 781 кг/м2·ч.
5. Исследованы процессы доочистки частично обессульфаченной рапы озер Караумбет и Барсакелмес от остаточных количеств сульфатов и кальция хлоридом бария и карбонатом натрия. Установлены предельные соотношения реагентов участвующих в процессах. Показано, что оптимальной нормой карбоната натрия является 100-105%. При этом степень осаждения ионов кальция составляет 59,4-60,5%. Оптимальной нормой хлорида бария является 95-98%. При этом остаточное количество сульфатов в рапе не превышает 0,001%.
6. Изучением процесса выпарки предварительно очищенных растворов хлоридов магния и натрия показана возможность получения плава с содержанием 43,10-46,92 % хлористого магния. Для этого выпарку целесообразно осуществить в две ступени. На первой ступени удалить до 45,6 % воды и получить раствор, содержащий до 24,01 % хлорида магния и до 8,01 % хлорида натрия. Плотность жидкой фазы при этом повышается с 1,250 г/см3 до 1,422 г/см3. На второй стадии фильтрат после первой ступени выпарки и отделения хлористого натрия упаривать до испарения 55,2 % воды от оставшегося количества. Полученный плав содержит 0,09-0,25 % хлористого натрия, 0,03-0,05 % хлорида кальция, до 0,03% сульфата магния. Осадок хлористого натрия хорошо фильтруется. Скорость фильтрации по осадку составляет 3823-5663 кг/м2·ч на первой ступени и 1807-3064 кг/м2·ч на второй ступени в зависимости от Ж:Т и высоты слоя осадка на фильтре.
7. На основании результатов лабораторных экспериментов, опытных работ на модельных установках разработана технологическая схема, составлен материальный баланс производства бишофита, подготовлены технологический регламент и исходные данные для проектирования установки мощностью 15 тыс. т в год.
Результаты прикладных исследований по переработке рапы озер Караумбет и Барсакелмес легли в основу испытаний технологии получения бишофита, которая успешно прошли апробацию на АО «Fargonaazot» с выпуском опытных партий.
8. Проведены предварительные технико-экономические расчеты эффективности производства бишофита из рапы озер Караумбет и Барсакельмес. Себестоимость продукции составляет 737,78 тыс. сум. Оптовая цена при этом составляет 1106,66 тыс. сум. При выпуске и реализации 15 тысяч тонн бишофита экономический эффект составит 5,533 млрд. сум и будет сэкономлено 8,25 млн. долларов США. Кроме того, при реализации дополнительно полученных хлорида натрия, химически осажденных гипса и мела также имеется экономический эффект и создаются дополнительные рабочие места.
SCIENTIFIC COUNCIL AWARDING SCIENTIFIC DEGREES DSc.27.06.2017.K/T.35.01 AT INSTITUTE OF
GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY AND TASHKENT
CHEMICAL-TECHNOLOGICAL INSTITUTE

TASHKENT CHEMICAL TECHNOLOGICAL INSTITUTE
TOJIEV RUSTAMBEK RASULOVICH
WORKING OUT OF TECHNOLOGY OF RECEPTION BISCHOFIT
FROM LAKES KARAUMBET AND BARSEKELMES
02.00.13 – Technology of inorganic substances and materials on their basis


DISSERTATION ABSTRACT FOR THE
DOCTOR OF PHILOSOPHY (PhD)
TECHNICAL SCIENCES


Tashkent – 2017

The theme of dissertation doctor of philosophy (PhD) was registered at the Supreme Attestation Commission at the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan under number B2017.2.PhD/T174.
Dissertation was carried out at Tashkent Chemical Technological Institute and the Fergana Polytechnical Institute.
The abstract of the dissertation is posted in three languages (uzbek, russian, english (resume)) on the scientific council website [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] and on the website of “Ziyonet” Information and educational portal [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Research supervisors:
Mirzakulov Kholtura Chorievich
doctor of technical sciences, professor


Official opponents:
Seitnazarov Atanazar Reipnazarovich
doctor of technical science, senior scientific researcher


Kaipbergenov Atabek Tulepbergenovich
doctor of technical science

Leading organization:
Namangan engineering technological institute


The defense will take place “____” ____________ 2017 at ___ o’clock at the meeting of scientific council No. DSc.27.06.2017.K/T.35.01 at General and Inorganic Chemistry, Tashkent Chemical Technological Institute, (Address: 100170, Tashkent city, Mirzo Ulug’bek district, Mirzo Ulug’bek street, 77-a. Tel./fax: (+99871) 262-56-60, (+99871) 262-79-90, e-mail: ionxanruz[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
The dissertation can be reviewed at the Information Resourse Centre of the General and Inorganic Chemistry, (is registered under No.__). Address: 100170, Tashkent city, Mirzo Ulug’bek street, 77-a. Tel./fax: (+99871) 262-56-60, (+99871) 262-79-90).
Abstract of dissertation sent out on “____” ______________ 2017 y.
(mailing report No. ____on “____” ____________ 2017 y.).









B.S. Zakirov
Chairman of the scientific council
awarding scientific degrees,
doctor of chemical sciences
D.S. Salikhanova
Scientific secretary of the scientific council
awarding scientific degrees, doctor of technical sciences
S. Tukhtaev
Chairman of scientific seminar at scientific council on
awarding of scientific degrees, d.ch.s., professor, academician
INTRODUCTION (abstract of PhD thesis)

The aim of the research work is the physical and chemical substantiation and working out of comprehensible technology of complex processing leach deposits Karaumbet and Barsakelmes to bischofit with reception myrabilit, plaster, a chalk and halite, using in quality desulfonation reagent distiller liquids - withdrawal UE «Kungrad soda factory».
The object of the research are leachs of likes Karaumbet and Barsakelmes, distiller liquid, soda ash, sodium and calcium sulphates, halite, bischofit.
The scientific novelty of dissertational research consists in the following:
for the first time, scientifically grounded data on the complex processing of the brine of Karaumbet and Barsakelmes lakes for magnesium chloride with simultaneous utilization of the distillation liquid - waste of soda production;
the influence of climatic factors of the region and evaporation on changes in wound composition;
the patterns of influence of technological factors on the degree of desulfuration, the rheological properties and composition of brine;
the technical solutions allowing to increase the degree of purification of desulfurized brine from residual amounts of sulphates and calcium;
developed a comprehensive and effective technology for processing the brine of Karaumbet and Barsakelmes lakes for magnesium chloride with the associated production of gypsum, calcium carbonate, halite.
Implementation of the research results. On the basis of the received scientific data on working out of technology of complex processing leach of likes Karaumbet and Barsakelmes to magnesium chloride:
patent of the Agency for Intellectual Property of the Republic of Uzbekistan on «Method for processing natural brines containing sodium and magnesium chlorides and sulphates» (No. IAP 04356). As a result, it becomes possible to obtain magnesium chloride from solutions containing sodium and magnesium chlorides and sulphates by treatment of solutions desalted with a distilled liquor by calcined soda, by evaporation and separation of sodium chloride;
the technology of clearing the leach of the Karambet and Barsakelmes lakes from sulphates, calcium, sodium, the separation of halite and the production of crystalline magnesium chloride has been tested with introduction on JSC «Ferganaazot» (The reference of Uzkimyosanoat from December 01, 2017 № 01/3-6016/П). As a result, this will make it possible to obtain import-substituting and export-oriented chemical products, will allow to provide the chemical industry with valuable chemical raw materials, save currency funds.
The structure and volume of the thesis. The structure of the dissertation consists of an introduction, four chapters, conclusion, the list of references, applications. The volume of the dissertation is 120 pages. 





ЭЪЛОН JИЛИНГАН ИШЛАРИ РѕЙХАТИ
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
LIST OF PUBLISHED WORKS
I блим (I часть; part I)
Илмий маKолалар (научные статьи, scientific articles)
1. Тожиев Р.Р., Мирзакулов Х.Ч., Джураева Г.Х. Влияние нормы дистиллерной жидкости – отхода Кунградского содового завода – на процесс обессульфачивания рапы озера Караумбет // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2009. – № 2. – С. 2-5. (02.00.00 № 3).
2. Тожиев Р.Р., Мирзакулов Х.Ч., Гиниятуллина Р.И., Синельникова Ю.В., Джураева Г.Х. Влияние продолжительности процесса на обессульфачивание рапы озера Караумбет с дистиллерной жидкостью // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2009. – № 3. – С. 2-5. (02.00.00 № 3).
3. Тожиев Р.Р., Бобокулова О.С., Джураева Г.Х., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процесса доочистки и концентрировании рапы озер Караумбет и Барсакельмес // Химия и химическая технология. – Ташкент, 2012. – № 3. – С. 12-14. (02.00.00 № 3).
4. Мирзакулов Х.Ч., Тожиев Р.Р., Бобокулова О.С., Меликулова Г.Э. Получение концентрированных растворов хлорида магния из рапы озер Караумбет и Барсакельмес в естественных условиях // Universum: Технические науки: электрон научн. журн.. 2017 № 8 (41). C. URL: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. (02.00.00 № 1).
5. Мирзакулов Х.Ч., Тожиев Р.Р., Бобокулова О.С. Исследование процессов упарки и фильтрации очищенной рапы озер Караумбет и Барсакельмес // Universum: Технические науки: электрон научн. журн.. 2017 № 8 (41). C. URL: 13LINK http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5059 14http://7universum.com/ru/tech/archive/item/505915. (02.00.00 № 1).
6. Tojiev Rustam, Bobokulova Oygul, Mirzalulov Kholtura. Use distiller liquid for clearing of leachs of lakes Karaumbet and Barsakelmes from sulfates // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. – Vienna, 2017. - № 7- 8. P. 63-66. (02.00.00. № 2).
7. Патент № IAР 04356 UZ. Способ переработки природных рассолов, содержащих хлориды и сульфаты натрия и магния / Туробжонов С.М., Мирзакулов Х.Ч., Асомов Д.Д., Халмуминов С.А., Кузнецова Ж.Н., Бардин С.В., Тоджиев Р.Р., Джураева Г.Х. (UZ) / Опуб. 30.06.2011. – Бюллетень № 6.

II блим (II часть; part II)

8. Тожиев Р.Р., Бардин С.В., Мирзакулов Х.Ч., Сидиков А.С. Изучение процесса упаривания рап озер Караумбет и Барсакельмес с целью получения бишофита // Современные технологии переработки местного сырья и продуктов: Сборник трудов республиканской научно-технической конференции. 23-24 октября, 2007 г. Ташкент 2007. - С. 237-239.
9. Тоджиев Р.Р., Мирзакулов Х.Ч., Джураева Г.Х. «Изучение процесса естественного испарения рапы озера Караумбет с садкой галита» // «Умидли кимёгарлар»: Труды - научно-технической конференции молодых ученых, научных сотрудников, магистрантов и студентов бакалавриата. II – том 8-11 апреля 2008 г. Т008. - С. 131-133.
10. Тоджиев Р.Р., Меликулова Г.Э., Мирзакулов Х.Ч., Джураева Г.Х. «Изучение процесса охлаждения рапы озера Караумбет после садки галита» // «Умидли кимёгарлар»: Труды - научно-технической конференции молодых ученых, научных сотрудников, магистрантов и студентов бакалавриата. II – том 8-11 апреля 2008 г. Ташкент 2008. - С. 134-135.
11. Мирзакулов Х.Ч., Тожиев Р.Р., Бардин С.В., Алиханов Б.Б. Технико-экономическая эффективность производства сульфата натрия из мирабилита Тумрюкского месторождения // Технологии переработки местного сырья и продуктов: Сборник трудов республиканской научно-технической конференции. 13-14 ноября, 2008 г. Ташкент 2008. - С. 143-144.
12. Тожиев Р.Р., Туробжонов С.М., Мирзакулов Х.Ч. Разработка технологии получения бишофита из рапы озера Барсакелмес с попутной утилизацией дистиллерной жидкости Кунградского содового завода // Технологии переработки местного сырья и продуктов: Сборник трудов республиканской научно-технической конференции. 13-14 ноября, 2008 г. Ташкент 2008. - С. 158-159.
13. Тожиев Р.Р.,Мирзакулов Х.Ч., Бардин С.В., Пешехонов К.В.. Технико-экономическая эффективность производства бишофита из рапы озера Караумбет //Технологии переработки местного сырья и продуктов: Сборник трудов республиканской научно-технической конференции. 13-14 ноября, 2008 г. Ташкент 2008. - С. 160-161.
14. Тожиев Р.Р., Мирзакулов Х.Ч. Технология комплексной переработки рапы озера Караумбет с получением бишофита, хлорида натрия, гипса и мела //Технологии переработки местного сырья и продуктов: Сборник трудов республиканской научно-технической конференции. 22-23 октября, 2009 г. Ташкент 2009. - С. 154-155.
15. Мирзакулов Х.Ч., Тожиев Р.Р., Джураева Г.Х Испытания технологии получения бишофита, галита и гипса из рапы озер Караумбет и Барсакельмес. «Актуальные проблемы инновационных технологий химической, нефтегазовой и пищевой промышленности». Сборник трудов Республиканской научно-технической конференции. 28-29 октября, 2010 г. Кунград 2010. - С. 144-145.
16. Мирзакулов Х.Ч., Тожиев Р.Р., Джураева Г.Х. Технология получения бишофита, галита и гипса из рапы озер Караумбет и Барсакельмес «Актуальные проблемы инновационных технологий химической, нефтегазовой и пищевой промышленности:». Сборник трудов Республиканской научно-технической конференции. 28-29 октября 2010. Кунград 2010. - С. 146-149.
17. Тожиев Р.Р., Жураева Г.Х., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процесса доочистки обессульфаченной рапы озер Барсакельмес и Караумбет // Материалы региональной Центрально-азиатской международной конференции по химической технологии. Под редакцией: С.М. Турабджанова, Д.С. Кадыровой Ю.А. Заходяевой, В.В. Беловой. - Москва, 2012 г. - С. 39-40.
18. Бобокулова О.С., Шомуратова М.Р., Тожиев Р.Р., Айтмуратов Т.П. Исследование процесса комплексной переработки рапы озер Караумбет и Барсакелмес // Международный симпозиум «Химия для биологии, медицины, экологии и сельского хозяйства» ISCHEM 2015. 24-26 ноября 2015 г. Санкт-Петербург, 2015 г. - С. 92.
19. Тожиев Р.Р., Бобокулова О.С., Мирзакулов Х.Ч. Исследование процесса переработки рапы озер Караумбет и Барсакельмес на хлористый магния // «Аналитик кимё фанининг долзарб муаммоллари». V-Республика илмий-амалий анжумани илмий маKолалар тплами. 26-28 апрель 2017йил. Термиз - 2017. 137-138 б.


































Автореферат «ѕзбекистон кимё журнали» таcририятида
таcрирдан тказилди.







































Бичими 60х84 1/8. «Times New Roman» гарнитураси. Офсет усулида босилди.
Шартли босма табоCи 3,25. Адади: 100. Буюртма: №23 .

«ѕзР Фанлар академияси Асосий кутубхонаси» босмахонасида чоп этилди.
100170, Тошкент, Зиёлилар кчаси, 13 уй.








13PAGE 15


13PAGE 142315





Приложенные файлы

  • doc 7800333
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий