Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты
Для большинства природных минералов марганца недостаточно сведений о кинетике их растворения, в частности нет данных о растворимости в сульфосалициловой кислоте. Нами исследованы образцы пиролюзита МnО₂, манганита МпО₂• Мп (ОН)₂ и минералов группы псиломелан - вернадита mМnО• МпО₂•nН₂О и МпО₂•Н₂О, в...
Gespeichert in:
| Datum: | 1983 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Schriftenreihe: | Украинский химический журнал |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182803 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты / А.С. Рылькова, Ю.И. Усатенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 8. — С. 802-806. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-182803 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1828032022-01-22T01:26:10Z Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты Рылькова, А.С. Усатенко, Ю.И. Неорганическая и физическая химия Для большинства природных минералов марганца недостаточно сведений о кинетике их растворения, в частности нет данных о растворимости в сульфосалициловой кислоте. Нами исследованы образцы пиролюзита МnО₂, манганита МпО₂• Мп (ОН)₂ и минералов группы псиломелан - вернадита mМnО• МпО₂•nН₂О и МпО₂•Н₂О, выделенные из руд Никопольского И Чиатурского месторождений. Минеральный состав этих образцов определен по результатам химического, термографического, рентгеноструктурного и микроскопического анализов. 1983 Article Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты / А.С. Рылькова, Ю.И. Усатенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 8. — С. 802-806. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182803 543:622.341.2 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Рылькова, А.С. Усатенко, Ю.И. Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты Украинский химический журнал |
| description |
Для большинства природных минералов марганца недостаточно сведений о кинетике их растворения, в частности нет данных о растворимости в сульфосалициловой кислоте. Нами исследованы образцы пиролюзита МnО₂, манганита МпО₂• Мп (ОН)₂ и минералов группы псиломелан - вернадита mМnО• МпО₂•nН₂О и МпО₂•Н₂О, выделенные из руд Никопольского И Чиатурского месторождений. Минеральный состав этих образцов определен по результатам химического, термографического, рентгеноструктурного и микроскопического анализов. |
| format |
Article |
| author |
Рылькова, А.С. Усатенко, Ю.И. |
| author_facet |
Рылькова, А.С. Усатенко, Ю.И. |
| author_sort |
Рылькова, А.С. |
| title |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| title_short |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| title_full |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| title_fullStr |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| title_full_unstemmed |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| title_sort |
кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/182803 |
| citation_txt |
Кинетика растворения оксидных марганцевых минералов в растворе сульфосалициловой кислоты / А.С. Рылькова, Ю.И. Усатенко // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 8. — С. 802-806. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT rylʹkovaas kinetikarastvoreniâoksidnyhmargancevyhmineralovvrastvoresulʹfosalicilovojkisloty AT usatenkoûi kinetikarastvoreniâoksidnyhmargancevyhmineralovvrastvoresulʹfosalicilovojkisloty |
| first_indexed |
2025-07-16T01:56:34Z |
| last_indexed |
2025-07-16T01:56:34Z |
| _version_ |
1837766798054785024 |
| fulltext |
Таким образом, установлена возможность получения ортофосфа
тов цинка - кобальта Znз-хСох (РО4) 2·4Н2О ( 0,36~x~ 1,00). Доказа
на индивидуальность синтезированных двойных ортофосфатов и объя
снена граничность их образования получением предельно насыщенно
го твердого раствора состава Zn2Co(РО4) 2·4Н2О. Показано, что ус
ловия их получения зависят от рН и соотношения исходных компонен
тов в значительно большей степени, чем от концентрации ортофосфор
ной кислоты И температуры.
1. Шееров л. Н., Дзюба Е. Д. Способ получения двухзамещенного ортофосфата ни
келя.-Журн. прикл. химии, 1972,45, .N2 5, с. 937-94·1.
2. Whitaker А. The crystal structure of hopeit ZПЗ(РО4)2·4Н20. - Acta crystallogr., 1975,
31 ,N 8, р. 2026-2035.
3. Shannon R. й., Prewitt С. Т. Revised values оУ effective .ionic radii. - lbid .. 1970,
26.. N 7, р. 1046-1048.
4. Index Po\vder Diffrac.tion Fill, ASTM, Publisl1ed bythe yoint Committe оп Powder
Diffraction Standards. Pennsilvania,19i3, р. 22-222.
5. Соколов Н. Д. Водородная связь. - Успехи физ. наук, 1955, 57, N~ 2, с. 205-207r
6. Шегров л. Н. О закономерностях обезвоживания кристаллогидратов на примере
трехзамещенных ортофосфатов двухвалентных металлов.- Жури, неорган. химии,
1975, 20, с. 998-1001.
Украинская сельскохозяйственная академия,
Киев
удк 543:622.341.2
Поступила
16.12.82
КИНЕТИКА РАСТВОРЕНИЯ оксидных МАРГАНЦЕВЫХ
МИНЕРАЛОВ В РАСТВОРЕ СУЛЬФОСАЛИЦИЛОВОЯ КИСЛОТЫ
А. с. Рылькова, ю. и. Усатенко
Для большинства природных минералов марганца недостаточно све
дений о кинетике их растворения, в частности нет данных о раствори
мости в сульфосалициловой кислоте. Нами исследованы образцы пи
ролюзита МПО2, манганита МпО2·Мп (ОН) 2 И минералов группы пси
ломелан - вернадита mМnО· МпО2· nН2О и МпО2· Н2О , выделенные
из руд Никопольского И Чиатурского месторождений. Минеральный
состав этих образцов определен по результатам химического, термо
графического, рентгеноструктурного и микроскопического анализов.
Метод определения манганита, основанный на отделении пиролю
зита и псиломелана от манганита в 20 %-ном растворе иодида калия,
0,3-0,4 М по уксусной кислоте, в присутствии 1,5-1,7 г ЭДТА, был
предложен ранее [1]. Некоторые органические кислоты взаимодейст
вуют с соединениями марганца с образованием комплексов [2]. На
ми установлено, что лимонная, винная и сульфосалициловая кислоты
на холоду почти не реагируют с оксидными минералами марганца. Ща
велевая кислота на холоду (Т: ж= 1 : 500, перемешивание 10 мин,
концентрация - 0,5-1,0 О/о-ные растворы) извлекает в раствор мар
ганец из пиролюзита на 58,9-84,1 о/о, из манганита на 37,6-54,1 О/О и
из псиломелана на 100-100%. При 900 10 О/о-ные растворы лимонной,
винной и сульфосалициловой кислот за 15 мин (Т: Ж= 1 : 500) из
влекают марганец из пиролюзита на 90; 50 и 28 О/О соответственно,
из манганита на 85; 90 о/о и из псиломелана на 90; 90 и 95 о/о. Наи
меньшая растворимость пиролюзита - в 10 О/О -ном растворе сульфоса
лициловой кислоты. Эта кислота выбрана нами для селективного раз
деления оксидных минералов. Экспериментально установили, что раст
воримость оксидных минералов в растворе сульфосалициловой кис
лоты увеличивается с повышением концентрации и температуры раст-
802 УКРАИНСКИй химичвскии ЖУРНАЛ. 1983. т. 49. ~~ 8
ворителя, Увеличение соотношения твердой и жидкой фаз (Т: Ж) и
скорости перемешивания повышает растворимость псиломелана и ма
нганита.
Для исследований применяли 0,092; 0,137; 0,183; 0,229; 0,458 М
растворы сульфосалициловой КИСЛОТЫ, что соответствует 2; 3; 4; 5;
10 О/о-НЫМ растворам при температуре 40, 45, 50, 60, 70, 800. Навеску
100 мг образца, измельченного до -0,074 мм, помещали в колбу объе
мом 250 МЛ, находящуюся в термостате (±0,25 О). В колбу предвари
тельно наливали 80 мл 1--10 %-ного раствора сульфосалициловой ки
слоты (Т: Ж= 1 : 100), растворяли при постоянном перемешивании
мешалкой с частотой вращения 540 об/мин в течение 5 мин; отделив
фильтрат от осадка, в нерастворимом осадке определяли марганец по
ГОСТ 22772.2-77.
Таблица 1
Растворение оксидных марганцевых минералов в растворах сульфосалициnовой кислоты
(Т :Ж= 1 : 800; '1'=5 МИН)
Количество Мn в растворе, отн. %
Минерал
Пиролюзит 1
Пнролюзит 2
Псиломелан
Псиломелан
верпадит
Манганит
Концентрация
сульфосалици
.повой кисло
ты, моль/л
0,092
0,137
0,183
0,229
0,458
0,092
0,137
0,183
0,229
0,458
0,092
0,137
0,183
0,229
0,458
0,092
0,137
0,183
0,229
0,458
0,092
0,137
0,183
0,229
0,458
26,03
36,64
46,92
55,48
79,11
2,34
4,14
5,41
7,21
13)87
I ш I 500
39,38
50,34
58,91
69,18
93,15
35,48
42,93
52,85
61,54
97,59
600
0,35
0,52
0,70
0,87
2,09
о.зе
0,45
0,54
0,89
1,60
52,06
64,04
76,03
82,88
97,00
51,61
65,26
76,46
85,11
100,00
5,41
8,11
10,81
13,87
26,13
0,87
1,22
1,39
1,75
4,18
0,71
0,89
1,25
1,78
4,10
64,04
78,43
89,73
96,23
100,00
64,77
77,67
90,07
97.52
100,00
8,29
11,71
14,41
18,02
31,53
1,57
2,61
3,31
4,18
8,01
1,43
2,14
3,03
3,74
7,49
76,03
91,10
98,63
100,00
100,00
83,13
90,57
97,02
100,00
100,00
11,71
16,22
19,82
25.23
38,73
На основании полученных экспериментальных данных (табл. 1)
исследовали кинетику растворения оксидных минералов по уравне
нию [3]
-1 K·Ao·C~
U't =
G '
(1)
где и - приведенное извлечение; т - время протекания реакции; К
константа скорости реакции; Ао -- начальная поверхность 1 моля твер
дого вещества; а - порядок реакции; G - стехиометрический коэффи
циент, указывающий число молей растворяющего реагента, необходи
мое для разложения 1 моля твердого вещества; Со - исходная кон
центрация реагента.
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Х2 8 2* 803:
Таблица 2
Константы скоростей и энергия активации реакций взаимодействия сульфосалициловой кислоты
к
Kl~a
Минерал
700 800
Ппролюзит 1 1,02·10-9 2,21·10-9 4,71·10-9
Пиролюзит2 1,04·10-9 2,26·10-9 4,86·10-9
Пспломелан 0,21·10-7 0,31·10-7 0,44·10-7 0,60· 10-7 0,89·10-1
Пспломелан-
вернадит 1,06 ·10-7 1,84·10-7 2,57 ·10-7 3,48·10-7
Манганит 0,68·10-8 1,40·10-8 1,93·10-8 2,69·10-8
Для дисперсного материала с небо.пьшим интервалом в размерах
зерен при обработке в избытке растворителя (Т: Ж= 1 : 800) приве
денное извлечение определяется по формуле
(2)
здесь r - доля нерастворившегося вещества, определяемая по ре
зультатам эксперимента (СМ. табл. 1); г=Ь/а} где а - содержание эле
мента в образце, Ь - количество элемента, не перешедшее в раствор
за время т; 1 - r - доля растворившегося вещества.
А
Логарифмируя уравнение (1), получаем 19(U't- 1) = а 19СО + 19К · а!! -
уравнение прямой линии, наклон которой к оси абсцисс указывает
ПОРЯЛ,ок реакции. Последний рассчитывали методом наименьших квад
ратов. Порядок реакции растворения псиломелана, манганита и пиро
люзига близок к 1. Значение К оксидных минералов рассчитывали по
уравнению (1); Ао - по формуле Ao=So·MB, где 50 - полная удель
ная поверхность минерала, МВ - молекулярная масса минерала. 50
определяли методом низкотемпературной десорбции аргона (ГОСТ
21043-75 «Метод определения удельной \ поверхности»), мв - по их
кристаллохимическим формулам [4], величину и - на основании эк
спериментальных данных. По уравнению Аррениуса рассчитывали ка
жущуюся энергию активации [5]:
Е=-4 576 Т1 • T.'L 19 К2 (3)
, Т2-Т1 К1 '
где Т 1 и Т2 - абсолютные температуры, при которых протекали реак
ции; Кl и К2 - константы скорости реакций при этих температурах.
Константы скорости реакций, энергия активации, удельные ско
рости растворения оксидных минералов в сульфосалициловой кисло
те приведены в табл. 2, 3. Размерность К и К1 выражается формулой
[3а-2. М l-a.. -г1 , где 1- длина, М - масса, 't' - время, а - порядок ре
акции. Константы скорости реакций растворения пиролюзита и псило
мелана различаются на два порядка, а манганита - на один. Поэтому
в растворах сульфосалициловой кислоты наиболее надежным будет
р аздслеиие псиломелана и пиролюзита, отделение манганита будет за
труднено. С повышением температуры константы скорости реакций
мвсличиваются.
01 Высокая энергия активации (18,0 икал/моль). для процесса раст-
ворения пиролюзига свидетельствует о преимущественном влиянии хи
мических реакций на скорость растворения этого минерала. Энергия
активации псиломелана (7,8 ккал/моль) и манганита (7,6 ккал/моль)
меньше, чем у пиролюзита в 2,3 раза, что обусловлено значительным
влиянием диффузии на скорость растворения этих минералов. Поэто
му. оптимизацию процссса разделения псиломелана и манганита от
804 ькгхиискии ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, .N'!! 8
с оксидными марганцевыми минералами
Е, икал/моль
40-500
8,18
40-600
7,49
45-600
7,,77
50-600
7,41
Еср ' икал/моль
60--700 70-800
17,57 18,82 17,90
17,63 18,44 18,04
7,49 8,19 7.82
7,59 7,30 7,55
7,29 7,99 7.59
'Га б л п ц а 3
и
Удельная скорость растворения (W=-A) оксидных марганцевых минералов
't. О
В растворах сульфосалициловойкислоты при разных температурах
.::.. W·I08 при концентрации сульфосвлициловой кислоты, МОЛl-,/JI (%)
~
~
с.о
0,137 (3) 0,183 (4) 0,229 (5)
.q.
Минерал J I
1700 I \ 800 1700 1800~ ~
~ ~
600 I 800 600 700 60::-
I I
Пиролюзит 1 9,04 7,70 0,13 0,31 0,67 0,18 0,36 0,87 0,22 0,45 1,10
Пиролюзит2 7,90 6,71 0,13 0,27 0,64 0,16 0,37 0,91 0,27 0,54 1,1:3
Псиломелан 28,00 29,50 5,87 8,13 11,25 7,70 10,81 15,47 9,04 13,52 20,33
Псиломелан-
вернадит 7,00 7,05 25,2733,47 46,36 32,51 45,7058,70 40,01 60,28 85,10
Манганит 5,00 8,80 1,89 2,77 3,90 2,54 4,36 4,84 3,30 8,09 9,33
40 г.мин20
Кинетика растворения пиролюзига (1, 1'), ман
ганита (2, 2') и псиломелана (3, 3') в 4 О/О -НОМ
растворе су ..льфосалициловой кислоты при 60 и 700
(пунктирная и сплошная линии соответственно).
пиролюзита следует проводить в направлении увеличения скорости
перемешивания и отношения Т: Ж, что и было подтверждено экспери-
ментально.
Удельная скорость растворения псиломелана и пиролюзига разли-
чается в 30, 100 и более раз, что позволяет применить 4-5 О/о-ные ра
створы сульфосалициловой кислоты при
60-700, для разделения этих минералов.
Исследовав кинетику растворения оксид
ных минералов в 0,18М (4 0/0-ном) рас
творе сульфосалициловой кислоты при
60-700 (рисунок), установили, что при
700 в течение 10-12 мин в раствор пере-
ходит полностью псиломелан, растворимость пиролюзита не превыша
ет 60ТН. о/о, манганит растворяется почти на 40 ОТН. о/о. Для отделения
пиролюзита от нерастворившейся части манганита применяли уксусно
кислый раствор иодида калия [1].
На основании изучения кинетики растворения оксидных маргаи
цевых минералов в сульфосалициловой кислоте нами предложена ме
тодика определения пиролюзита в присутствии псиломелана и манга
нита. Навеску руды, измельченной до крупности -0,074 мм, помеща
ли в колбу, в которую предварительно наливали 75-80 мл 4 О/О -ного
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, Х2 8 805
раствора сульфагосалициловой кислоты, нагретого до 70 о, и переме
шивали мешалкой с частотой вращения 500-400 об/мин в течение
10-12 мин при 70 о в термостате. Затем раствор охлаждали до ком
натной температуры, фильтровали через слой асбеста в тигле Гуча.
Нерастворимый осадок помещали в ту же колбу, прибавляли 1,5 г
ЭДТА, 25-30 мл 20 0/0-ного раствора иодида калия, 7-10 мл 10%
ного раствора уксусной кислоты и перемешивали 15-20 мин при 20
25 О. Раствор разбавляли до 100-150 мл водой и титровали над, вы
делившийся в количестве, эквивалентном содержанию Мп (IV) пиро
люзита. 0,1 Н. раствором тиссульфата натрия.
1. Рылькова А. С; Усахенко ю. и. к вопросу о фазовом анализе марганцевых руд
Никопольского И Чиатурского месторождений. - В кн.: Методы химической подго
товки в анализе материалов: Материалы семинара.- М. : МДНТП, 1982, с. 107-112.
2. Рипан Р., Четяну и. Неорганическая химия.-~1.. : Мир, 1972.-Т. 2. 871 с.
З. Поливо-Добровольский В. В. Некоторые закономерности процсссов растворения дис
персного твердого вещества. - Записки Ленингр, горного ин-та, 1963, 17~ вып. 3,
с. 3-24.
4. Булах А. Г. Руководство и таблицы для расчетов формул минералов. - М. : Недра,
1967.-144 с.
5. Бесков С. Д. Технологические расчеты. - М. : Бысш. школа, 1966.-520 с.
Научно-исследовательскийи проектный институт по обогащению
и агломерации руд черных металлов, Кривой Рог
Днепропетровскийхимика-технологическийинститут
удк 5~1.1SЗ.1
Поступила
27.10.82
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ исходного КРЕМНЕЗЕМА И ЗАТРАВКИ
НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ ПОЛИСИЛИКАТО8 НАТРИЯ
Н. В. Турутина, В. Г. Ильин
Представления о процессе кристаллообразования в системах типа
Me20-SiО2-!--I20 [1-4] могут быть дополнены данными о влиянии
природы исходного кремнезема и затравок различного типа на ско
рость кристаллизации, структуру первичных (зародышевых) фаз и ко
нечных продуктов.
Влияние природы исходного кремнезема изучали при температуре
900 на примере реакционной смеси состава (в мас.О/о) 10Na20·40Si02·
·50Н2О, типичной для кристаллизации полисиликатов натрия второго
Га б л п ц а 1
Характеристика разновидностей кремнезема, использованных
для синтеза полисиликатов натрия
Исходный кремнезем
Безводная кремневая кислота
Водная кремневая кислота
Силинагель keK-2 (крупнопористый)
Силикатель keM-5 (микропористый)
Аэроси.rI
* В 11М.
90
45
330
715
175
IРазмеры частиц.
мм
0,1-0,5
0,1-0,5
0,1-0,5
0,1-0,5
10-40*
структурного типа NаПС-2 [1]. Реакционные смеси готовили по стан..
даргной методике. В водный раствор гидроксида натрия вводили на ..
веску кремнезема, тщательно перемешивали. Смеси помещали в сталь
ные автоклавы, футерованные тефлоном. Некоторые сведения об ис
пользованных разновидностях кремнезема приведены в табл. 1.
806 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983. т. 49. N!! 8
|