kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-3(15)-49kaz44-1256Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)CHEMICAL TECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ КРИСТАЛЛОВ ХРИЗОТИЛА НА ДЕЙСТВИЕ СИСТЕМЫ ХРИЗОТИЛ И СЕРНАЯ КИСЛОТАINFLUENCE OF STRUCTURAL FEATURES OF CHRYSOTYLE CRYSTALS ON THE ACTION OF THE SYSTEM OF CHRYSOTYLE AND SULFURIC ACIDhttps://orcid.org/0000-0002-3504-9117АуешовА. П.AuyeshovA. P.

Абдразах Пернебаевич Ауешов – доктор технических наук, профессор, 

160012, Шымкент, пр. Тауке-хана, 5

Abdrazak Pernebaevich Auyeshov – Doctor of Technical Sciences, Professor,

160012, Shymkent, Tauke Khan ave., 5

centersapa@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8049-8851ЕскибаеваЧ. З.EskibayevaCh. Z.

Чайзада Зулпухаровна Ескибаева – кандидат технических наук, доцент, 

160012, Шымкент, пр. Тауке-хана, 5

Chaizada Zulpuharovna Yeskibayeva – Candidate of Technical Sciences, Associate professor, 

160012, Shymkent, Tauke Khan ave., 5

yeskibayeva@internet.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9859-5545ДиканбаеваА. К.DikanbayevaA. K.

Айжан Косыбаевна Диканбаева – PhD, 

160012, Шымкент, пр. Тауке-хана, 5

Aizhan Kosybaevna Dikanbayeva – PhD,

160012, Shymkent, Tauke Khan ave., 5

dikanbaeva86@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1440-8248АрыновК. Т.ArynovK. T.

Кажымукан Токтиярович Арынов – доктор технических наук, профессор, 

3505000, г. Алматы, пр. Г. Сланова

Kazhymuhan Toktiyarovich Arynov – Doctor of Technical Sciences, Professor,

3505000, Almaty, G. Slanova ave.

i_technology@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0009-9011-1313ТасболтаеваА. М.TasboltayevaA. M.

Aкмаржан Мухановна Тасболтаева – магистр, 

160012, Шымкент, пр. Тауке-хана, 5

Akmarzhan Muhanovna Tasboltayeva – Master, 

160012, Shymkent, Tauke Khan ave., 5

Akmarzhan_87@mail.ruЮжно-Казахстанский университет им. АуэзоваКазахстанSouth Kazakhstan University named after AuezovaKazakhstanИнститут инновационных исследований и технологииКазахстанInnovation Research and Technological InstituteKazakhstan20242709202403(15)397404Copyright © Ауешов А.П., Ескибаева Ч.З., Диканбаева А.К., Арынов К.Т., Тасболтаева А.М., 20242024Ауешов А.П., Ескибаева Ч.З., Диканбаева А.К., Арынов К.Т., Тасболтаева А.М.Auyeshov A.P., Eskibayeva C.Z., Dikanbayeva A.K., Arynov K.T., Tasboltayeva A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1256

Изучен характер взаимодействий между хризотилем и стехиометрически необходимыми количествами (СНК) серной кислоты, рассчитанными по отношению к количеству (мольный) магния, содержащегося в хризотиле – Mg6[Si4O10](OH)8. Показано,что при использовании растворов, содержащих СНК серной кислоты (0-0,3), количество магния обнаруженного в растворе соответствует пропорциональному количеству использованной кислоты. Установлено, что выход магния в раствор затормаживается в интервале СНК (0,3-0,5). Пропорционально растворение магния восстанавливается в интервале СНК (0,5-0,7) однако, выход магния в раствор не превышает 76% от его содержания в хризотиле из-за образования в кислой среде поликремниевой кислоты (ЅіО2·nН2О). Образующиеся на поверхности слой состоящий из поликремниевых кислот является основным фактором, ингибирующим переход магния в раствор.

Выявлено, что количество магния переходящего в раствор зависит не только от концентрации кислоты, но и от особенностей слоистой структуры хризотила. Выводы сделаны на основе результатов химических и рентгенофазных исследований продуктов реакций, протекающих при растворении хризотил-асбеста в растворах серной кислотыН2SO4.

На основе результатов исследовании показано, что растворение магнийсиликатов, состав которых состоят из минералов (хризотил, лизардит, антигорит) группы серпентинита обшей формулой – Mg6[Si4O10](OH)8 в кислотах зависит не только от закономерностей протекающих в эти условиях кислотно-основных взаимодействии, но и от особенностей структурного строения кристаллической решетки серпентинита.

The nature of the interactions between chrysotile and stoichiometrically necessary amounts (SNA) of sulfuric acid calculated in relation to the amount (molar) of magnesium contained in chrysotile – Mg6[Si4O10](OH) has been studied. It has been shown that when using solutions containing sulfuric acid HCl (0-0.3), the amount of magnesium found in the solution corresponds to a proportional amount of the acid used. It was found that the output of magnesium into the solution slows down in the range of SNA (0.3-0.5). Proportionally, the dissolution of magnesium is restored in the range of SNA (0.5-0.7). However, the yield of magnesium in solution does not exceed 76% of its content in chrysotile due to the formation of polysilicon acid (SiO2·nN2O) in an acidic medium. The layer formed on the surface consisting of polysilicon acids is the main factor inhibiting the transition of magnesium into solution.

It was revealed that the amount of magnesium passing into solution depends not only on the concentration of acid, but also on the density of the layered structure of chrysotile. The conclusions are based on the results of chemical and X-ray phase studies of reaction products occurring during the dissolution of chrysotile asbestos in solutions of sulfuric acid H2SO4.

Based on results of the study, it was shown that the dissolution of magnesium silicates, the composition of which of minerals (chrysotile, lizardite, antigorite) of the serpentinite group with the general formula Mg6[Si4O10](OH)8 in acids depends not only on the patterns of acid-base interactions occurring under these conditions, but also on the structural features of the serpentinite crystal lattice.

слоистые гидросиликаты магнияхризотил-асбестсерная кислотастехиометрический необходимое количествосерпентиниткристаллические решеткиlayered magnesium hydrosilicateschrysotile asbestossulfuric acidstoichiometric required amountserpentinitecrystal latticesReferencesПатент №2292300 РФ, МПК C 01 F5/02. Способ переработки серпентинита // Каличенко И.И., Габдуллин А.Н.; заявл. 13.07.2005; опубл. 27.01.2007.. Patent №2292300 RF, MPK C 01 F5/02. Sposob pererabotki serpentinita // Kalichenko I.I., Gabdullin A.N.; zayavl. 13.07.2005; opubl. 27.01.2007.Патент №2953A Республика Армения, С 01 В33/00, С 09 С1/00. Способ комплексной переработки серпентинитов // Сагарунян С.А., Арустамян А.Г., Агамян Э.С., Аракелян А.М., Сагарунян А.С.; опубл. 2014.Patent №2953A Respublika Armeniya, S 01 V33/00, S 09 S1/00. Sposob kompleksnoj pererabotki serpentinitov // Sagarunyan S.A., Arustamyan A.G., Agamyan E.S., Arakelyan A.M., Sagarunyan A.S.; opubl. 2014.Патент №2244044 РФ, МПК7 C 25 C3/04. Способ получения магния из серпентинита // А.В. Пенский, Н.А. Шундиков, Л.А. Гладикова; заявитель и патентообладатель Открытое Акционерное Общество «АВИСМА титано-магниевый комбинат». – №003136455/02; заявл. 16.12.2003; опубл. 10.01.2005. Бюл. № 1. – 6 с.Patent №2244044 RF, MPK7 C 25 C3/04. Sposob polucheniya magniya iz serpentinita // A.V. Penskij, N.A. SHundikov, L.A. Gladikova; zayavitel' i patentoobladatel' Otkrytoe Akcionernoe Obshchestvo «AVISMA titano-magnievyj kombinat». – №003136455/02; zayavl. 16.12.2003; opubl. 10.01.2005. Byul. № 1. – 6 s.Патент КZ №29779. Способ комплексной переработки отходов хризотил-асбестового производства // Козлов В.А., Байгенженов О.С., Жусупов К.К., Шевелев В.В.; заявитель и патентообладатель РГП на ПХВ «Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан»; заявл. 14.03.2014; опубл. 15.04.2015. Бюл. №4.Patent KZ №29779. Sposob kompleksnoj pererabotki othodov hrizotil-asbestovogo proizvodstva // Kozlov V.A., Bajgenzhenov O.S., ZHusupov K.K., SHevelev V.V.; zayavitel' i patentoobladatel' RGP na PHV «Nacional'nyj centr po kompleksnoj pererabotke mineral'nogo syr'ya Respubliki Kazahstan»; zayavl. 14.03.2014; opubl. 15.04.2015. Byul. №4.Габдуллин А.Н., Калиниченко И.И., Печерских Е.Г., Семенищев В.С. (2012) Безотходная азотнокислотная переработка серпентинита – отхода асбестообогатительной промышленности // Сборник докладов. II Международная научно-практическая конференция «Современные ресурсосберегающие технологии: проблемы и перспективы». – Одесса: ОНУ имени И. И. Мечникова. – 2012. – С. 50-52.Gabdullin A.N., Kalinichenko I.I., Pecherskih E.G., Semenishchev V.S. (2012) Bezothodnaya azotnokislotnaya pererabotka serpentinita – othoda asbestoobogatitel'noj promyshlennosti // Sbornik dokladov. II Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya «Sovremennye resursosberegayushchie tekhnologii: problemy i perspektivy». – Odessa: ONU imeni I. I. Mechnikova. – 2012. – S. 50-52.Патент №2285666 РФ, МПК C 01 F 5/06, C 01 B 33/142. Способ комплексной переработки магний-силикатосодержащего сырья // Григорович М.М., Мельник Л.И., Кузьмина Р.М.; заявл. 20.07.2005; опубл. 20.10.2006.Patent №2285666 RF, MPK C 01 F 5/06, C 01 B 33/142. Sposob kompleksnoj pererabotki magnij-silikatosoderzhashchego syr'ya // Grigorovich M.M., Mel'nik L.I., Kuz'mina R.M.; zayavl. 20.07.2005; opubl. 20.10.2006.Yoo K., Kim B.S., Kim M.S., Lee J.C., Jeong J. (2009) Dissolution of magnesium from serpentine mineral in sulfuric acid solution // Mater. Trans. – 2009. – Vol. 50(5). – Р. 1225-1230.Yoo K., Kim B.S., Kim M.S., Lee J.C., Jeong J. (2009) Dissolution of magnesium from serpentine mineral in sulfuric acid solution // Mater. Trans. – 2009. – Vol. 50(5). – Р. 1225-1230.Fouda M.F.R., Amin R.E.-S., Abd-Elzaher M.M. (1996) Extraction of magnesia from Egyptian serpentine ore via reaction with different acids // I. Reaction with sulfuric acid. Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1996. – Vol. 69(7). – Р. 1907-1912.Fouda M.F.R., Amin R.E.-S., Abd-Elzaher M.M. (1996) Extraction of magnesia from Egyptian serpentine ore via reaction with different acids // I. Reaction with sulfuric acid. Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1996. – Vol. 69(7). – Р. 1907-1912.Teir S., Revitzer H., Eloneva S., Fogelholm C.J., Zevenhoven R. (2007) Dissolution of natural serpentinite in mineral and organic acids // Int. J. Miner. Process. – 2007. – Vo.l 83. – Р. 36-46.Teir S., Revitzer H., Eloneva S., Fogelholm C.J., Zevenhoven R. (2007) Dissolution of natural serpentinite in mineral and organic acids // Int. J. Miner. Process. – 2007. – Vo.l 83. – Р. 36-46.Gladikova L., Teterin V., Freidlina R. (2008) Production of magnesium oxide from solutions formed by acid processing of serpentinite // Russ. J. Appl. Chem. – 2008. – Vol. 81(5). – Р. 889-891.Gladikova L., Teterin V., Freidlina R. (2008) Production of magnesium oxide from solutions formed by acid processing of serpentinite // Russ. J. Appl. Chem. – 2008. – Vol. 81(5). – Р. 889-891.Apostolidis C.I., Distin P.A. (1978) The kinetics of the sulphuric acid leaching of nickel and magnesium from reduction roasted serpentine // Hydrometallurgy. – 1978. – Vol. 3. – Р. 181-196.Apostolidis C.I., Distin P.A. (1978) The kinetics of the sulphuric acid leaching of nickel and magnesium from reduction roasted serpentine // Hydrometallurgy. – 1978. – Vol. 3. – Р. 181-196.Fedoročková A., Hreus M., Raschman P., Sučik, G. (2012) Dissolution of magnesium from calcined serpentinite in hydrochloric acid // Miner. Eng. – 2012. – Vol. 32, - Р. 1-4.Fedoročková A., Hreus M., Raschman P., Sučik, G. (2012) Dissolution of magnesium from calcined serpentinite in hydrochloric acid // Miner. Eng. – 2012. – Vol. 32, - Р. 1-4.Dutrizac J.E., Chen T.T., White C.W. (2000) Fundamentals of serpentine leaching in hydrochloric acid media / In: Kaplan H.I., Hryn J.N., Clow B.B. (eds.) // Magnesium Technology. TMS Annual Meeting, The Minerals, Metals and Materials Society, Nashville. –2000. – Р. 41-51.Dutrizac J.E., Chen T.T., White C.W. (2000) Fundamentals of serpentine leaching in hydrochloric acid media / In: Kaplan H.I., Hryn J.N., Clow B.B. (eds.) // Magnesium Technology. TMS Annual Meeting, The Minerals, Metals and Materials Society, Nashville. –2000. – Р. 41-51.Nagamori M., Boivin J.A. (2001) Technico-economic simulation for the HCl-leaching of hybrid serpentine and magnesite feeds // Can. Metall. Q. – 2001. – Vol. 40(1). – Р. 47-60.Nagamori M., Boivin J.A. (2001) Technico-economic simulation for the HCl-leaching of hybrid serpentine and magnesite feeds // Can. Metall. Q. – 2001. – Vol. 40(1). – Р. 47-60.Nduagu E., Björklöf T., Fagerlund J., Mäkilä E., Salonen J., Geerlings H., Zevenhoven R. (2012) Production of magnesium hydroxide from magnesium silicate for the purpose of CO2 mineralization – Part 2: Mg extraction modeling and application to different Mg silicate rocks // Miner. Eng. – 2012. – Vol. 30. – Р. 87-94. doi:10.1016/j.mineng.2011.12.002.Nduagu E., Björklöf T., Fagerlund J., Mäkilä E., Salonen J., Geerlings H., Zevenhoven R. (2012) Production of magnesium hydroxide from magnesium silicate for the purpose of CO2 mineralization – Part 2: Mg extraction modeling and application to different Mg silicate rocks // Miner. Eng. – 2012. – Vol. 30. – Р. 87-94. doi:10.1016/j.mineng.2011.12.002.Taubert L. (2000) Hydrochloric attack of serpentinites: Mg2+ leaching from serpentinites // Magnes. Res. – 2000. – Vol. 13(3). – Р. 167-173.Taubert L. (2000) Hydrochloric attack of serpentinites: Mg2+ leaching from serpentinites // Magnes. Res. – 2000. – Vol. 13(3). – Р. 167-173.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.