Минералды шикізатты базасы

Тау-кен мен өндірістік орындарының дамуы салдарына техногенді кен орындарының пайда болуына әкелді (Қазақстан, Урал, Орталық Сібір). Бұндай кен орындар құрамында түрлі пайдалы қазбалардың, оның ішінде түсті, асыл және сирек металлдарды, сонымен қатар, құрылыс матереиалдардың (құмай, гравий, ұсақ тас), көздері болатын алуан түрлі минералдар болуы мүмкін.

Шикізатты алғанда, тасымалдағанда, байытқанда, өңдегенде, сақтағанда техногенді кен орындары қалыптасады. Әсіресе, табиғи қазбаларды селективті тәсілімен алғанда техногенді шикізаттың үлкен көлемі пайда болады. Сода өндірісінде химиялық әсерінен жоғарысапалы кальцит түзетін сұйық пульпадан құралған «ақ теңіз» түзіледі.

Отын-энергетикалық өндірісінде көмірді алу кезінде террикондар пайда болады. Олар құрамында болатын сульфидтердің тотығуы салдарынан өзімен-өзі жана алады.

Жану кезінде күкірт газдары мен жылу бөлінеді. Атмосфералық тұнбамен әсерлескенде террикон құрамында болатын темір сульфиді (пирит) тотығады. Пириттің тотығуы нәтиежсінде түзілген өнімдер (темір гидроксидтері мен күкірт қышқылы) жер асты суларымен ластанады.

Энегетика кешенінің техногенді кен орындары ретінде ұсақдисперсті силикат кремнезем түйіршіктеріне айналатын алтынды опырлар болады.

Мұнайды өндіру кезінде және мұнай өнімдерін қораптағанда пайда болатын ағыстар аймақтарында мұнай өнімдерінің техногенді шоғыры пайда болады.

Хромитті кен орындарында шламды қоймаларына шикізат сапасының талаптарына сай келмейтін хромқұрамды құмайлар жиналады.

Алтын мен алмасты өндіргенде өте ірі техногенді объектілер пайда болады. Олардың құрамында құрылыс кәсібінде қолданылатын құнды қоспалар мен басқа технологиялармен алынатын алтынның біраз мөлшері болады.

Техногенді кен орындары – адамзат эволюциясының шарасыз пайда болған өнім

Қазақстандағы 2002-2009 жж. аралығындағы техногенді жағдай жайлы бірінші жалпы бағасын техногенді төтенше жағдайының динамикасы арқылы бақылауға болады. Техногенді сипатта төменше жағдайлар көбінесе Қазақстанның өндірістік облыстары – Шығыс Қазақстан мен Қарағанды облыстарында – байқалды. Қазақстан жеріндегі техногенді жағдайының ахуалды сипатта болуына негізгі себебі: қалдықтар түзетін және оларды қайтадан өңдемейтін өндіріс кәсіпорындарының көп болуы. Павлодар облысында да мұндай өндіріс орындарының бар болуынан ірі техногенді төтенше жағдайлар байқалған.

Техногенді аппаттар мен төтенше жағдайларын болдырмау проблемалары басқа проблемалармен өзара байланысқан бес түрін айруға болады:

• 
  геоэкономикалық;
  
• 
  талапты-басқарылатын;
  
• 
  ғылыми-техникалық;
  
• 
  аумақтық;
  
• 
  әлеуметтік-саяси.
  

Қазақстан территориясындағы бірқатар техногенді аса қауіпі бар аймақатрының бар болуы салдарынан аумақтық проблемалық блогы пайда болды.

1: Қорларының көлемі бойынша көбінесе кіші және орта класс қорлары кездеседі. Бұндай кен орындар мүмкіндігінше «экологиялық» деуге болады. Себебі оны қолдану мерзімі тау-кен кешендерінде қолданылатын негізгі құрылғылардың қолдану мерзімімен бірдей. Яғни, бұл экономикалық жағынан да тиімді. Оған қоса территорияны бір арада босату мүмкіндігі бар.

2: Техногенді кен орындарына қорларының өзімен-өзі жаңару (толықытру) қасиеті тән. Олардың қорлары өндірістердің қалдық түзуінің қуаттылығы артқан сайын көбейеді. Қалдықтардың құрамы өндірістік қалдықтарының біріншілік шикізатының құрамына тура тәуелді болады.

3: Техногенді кен орындарын табиғи кен орындарында аналогтары жоқ диспергирлі (кеңістікте реттелген) кен орындары деп те айтуға болады. Оның қорлары кенді дене – «кеннің» геометриялық кеңістіктегі жиналуы – құрамайды.

1. Мемлекеттің географиялық тұрғыдан қарағанда пайда болған техногенді проблемалары кіретін проблемалық блогы

А) геоэкономикалық

B) талапты-басқарылатын

C) ғылыми-техникалық

D) аумақтық

E) әлеуметтік-саяси

2. Түрлі техногенді жағдайлар салдарынан әлеуметтік және ішкі саяси мінездес пайда болатын проблемалары кіретін проблемалық блогы

А) әлеуметтік-саяси

B) аумақтық

C) ғылыми-техникалық

D) талапты-басқарылатын

E) геоэкономикалық

3. Экологиялық тұрғыдан қарағанда техногенді кен орындарын келесі түрлерге бөледі

А) қауіпсіз және атмосфера мен гидросфераны құлдырайтын

B) қауіпті және аса қауіпті

C) ластағыштар мен тазартқыштар

D) өз бетімен түзілетін және жасанды әдісімен пайда болатын

E) дұрыс жауап жоқ

4. Морфологиялық белгілері бойынша техногенді кен орындары келесі түрлерге бөлінеді

А) сусымалы және уызданатын

B) шашыратпалы және сусымалы

C) сусымалы және ағылатын

D) суысымалы және жерге сіңірілетін

E) жайылатын және сусымалы

5. ... – бұл құрамында өндірісте қолданылатын минералды шикізаты бар Жер қыртысындағы техногенді құрамдар

А) техногенді кен орындары

B) техногенді опырлар

C) техногенді қоспалар

D) техногенді қалдықтар

E) дұрыс жауап жоқ
Тау-кен орындарының, металлургиялық, химиялық өндірісінің және құрылыс материалдар өндірісінің қатты қалдықтарын қолдану және пайдаға жарату

Қазақстанның минералды шикізаттарын өңдеу және алу мәселесінің экологиялық және экономикалық аспектілері

Тұрмыстық қоқықтарын өңдеу және пайдаға жарату
ІV бөлім. Минералды шикізатты сынау
Орта үлгі таңдау

Берілген затың химиялық құрамын зерттер алдында, оны алдымен жақсылап қарап және сараптамаға даярлайды, осыдан кейі оның химиялық құрамын орнатады.

Зерттелетін зат сараптамасын жасар алдында оның зерттелуі өте маңызды. Затты дайындау сол заттың мінезіне және зерттелу мақсатына байланысты. Сарапталатын зат қатты болуы мүмкін(тұздар, металдар, балқымалар, рудалар, минералдар және т.б.), сұйық (сұйықтықтар және ертінділер) және газ тәрізді (жеке дара газдар және газды қоспалар).

Сараптаманы толық жүргізу үшін оны небары аз мөлшерін алуы жеткілікті және ол миллиграмда болса тиімді. Сондай – ақ үлкен мөлшерін заттың сараптама орташа құрамын анықтау қажет. Сонда оның орташа құрамы барлық заттың массасының сараптамасының сынауына сәйкес келеді.ЗЗаттың сарапиамасына қажетті біраз мөлшерді химимялық құрамы мен қасиетіне бүкіл зерттелетін мөлшеріне қатысын орташа сынау деп атайды.

Орташа сынауды жасау үшін қажетті мөлшерде затты алады және ол қатты болса оны майдалайды. Содан кейін оны жақсылап араластырады және одан орташа сынауды алады. Егер сараптамада сұйықтық болса, онда оны жақсылап араластырады және одан орташа сынауды алады. Ал сараптама жасау үшін орташа сынаудың кішкентай мөлшердегі затты алады. Сапалық сараптама екі стадияда орындалады. Алдымен алдын ала сынақ жүргізіледі, ал содан кейін катион мен анионның систематикалық сараптамасына көшеді.
Алдын ала сынақ

Алдын ала сынақ кейбір элементтердің қатысуын анықтау үшін қолданылады. Ол систематикалық сараптама жасаған кезде қиын байқалады. Кейбір элементтер толығымен тұнбайды, кейбіреулері процесс кезінде түседі. Оларды катиодар мен аниодар арқылы байқаймыз. Ал басқалары қышқылмен әсер еткенде , қыздырғанда бұзылады және т.б. Сондықтан оларды алдын ала ұсақтау әдісімен анықтап, жеке бастапқы сынау ертіндісіне алады.Физикалық құрамына қарай сарапталатын затқа әртүрлі алдын ала сынақтар жүргізеді. Қыздырумен байланысты алдын ала сынақтарға құрғақ үлгідегі заттың аз мөлшері жеткілікті. Үлгідегі қатты затты жақсы ұнтақтап және жақсы араластыру қажет. Егер сараптамада сұйықтық болса, онда оны буландырып және сынаққа құрғақ қалдықты алады.

Фарфор ыдыста , микротигл немесе құбыршада қыздыру. Сарапталатын заттың үлгісін фарфорлы ыдысқа немесе тигельге орналастырады және оны отта қыздырады. Температураны ақырын 600⁰С дейін жоғарлатады. Қыздыру процесі кезінде үлгіде термиялық бұзылу, тотығу, басқа компоненттер арасында химиялық реакциялар байқалады. Белгісіз заттарды қыздырған кезде абайлау қажет , өйткені ол қыздырған кезде жануы немесе жарылу қаупі бар. Сондықтан алдымен затты небары аз мөлшерде сынақтан өткізу керек. Кейбір кезде қыздыруды каллилі құбыршада өткізеді.

Сарапталатын заттың аз мөлшерін каллилі құбыршаның түбіне салады (0,1 г) және оны горизотальды күйде құбыршаға бекітеді де газды жанғышта ақырын қыздырады. Сарапталатын зат а)толық айдалуы б)біраз айдалуы в)мүлдем айдалмауы мүмкін.

Егер зат толығымен айдалса, онда ұшпайтын қосылыстар жоқ екнін көруге болады. Ал біраз айдалса, онда ол заттың құрамында ұшқыш өнімдер бар екнін көруге болады. Ал егер зат мүлдем айдалмаса , онда оның құрамында ұшқыш қосылыстар жоқ екенін көреміз.

Егер зат ұшпайтын болса, онда оның құрамында сынап тұздары мен аммоний, карбонаттар, көміртегінің екі тотығын түзетін органикалық және элемент – органикалық қосылыс , заттар оның құрамына кристаллданған немесе адсобциялан,ан судың жоқ екнін көрсетеді.

Табиғатта балқымаларды металлография зерттейді. Металлографияда балқымаларды зертегенде термиялық сараптама қолданылады. Балқыманың құрамына кіретін негізгі элементтеріне қарай оларды қара , түсті, жеңіл топтарына бөледі.

Химиялық сараптаманың алдында балқымаларды қышқылдарда немесе сілтілерде ерітеді. Балқыманы ұсақтайды, егер балқыма жұқа болса, онда оны болатты ступкада ұсақтайды. Алюминий және мырыш құрамды балқымалар сілтілермен әрекеттесіп, сутегі жйне цинкаттар мен алюминаттар түзеді.

Балқымалардың сараптамасын жасаған кезде оның құрамына қандай элементтердің кіретінін анықтайды. Сондай- ақ балқыма құрамына көміртегі, кремний, фосфор, сышьякжәне т.б. бар екнін тексереді.

Сондықтан ол үшін үлгідегі балқымаларды тотықтырғыш ортада ерітеді және сол арқылы көміртегідегі СО , SiO HSiO, P HPO S HSO As HAsO және т.б. қосылыстар.Оларды сапалық реакция арқылы жеңіл байқауға болады.

Қышқылда, суда ,сілтіде ерімейтін күйден еритін зат түріне айналдыру.

Қышқылда, суда ,сілтіде ерімейтін қосылысты еритін күйге айналдыру тәсілдері:

1) содалы соғыны алу K ₂S₂ O₇ немесе калий гидросульфаты

2) каллий пирсульфатының балқуы. Ол балқыған кезде K ₂S₂ O₇ айналады.

3) Na ₂CO₃ ке немесе оның қоспалары: Na ₂CO₃ және NaHCO₃, Na ₂CO₃ және K ₂CO₃, Na ₂CO₃ және KСlO₃, Na ₂CO₃ және KNO3,Na ₂CO₃ және Na ₂O₂, Na ₂CO₃ және NaBrO₃, Na ₂CO₃ және S, Na ₂CO₃ және SiO₂.

Мысалы, қышқылда, суда ,сілтіде ерімейтін феррофосфор ертінділерін

Na ₂CO₃ және Na ₂O₂ қоспаларымен балқытады, сонда ол мынадай реакция түзеді.

2Fe₂P + 11Na ₂O₂ = 2Fe₂O₃ + 2Na ₃PO₄ +8 Na ₂O
Алынған балқыманы ыстық сумен өңдейді: Na ₃PO₄ және Na ₂O ериді, ал тұнбаға Fe₂O₃ түседі. Темір тотығы қышқылда ериді. Fe₂O₃ және ертіндіні алғаннан кейін қышқылды қосылыста КН SО₄ балқытады. Қоспаны жұқалатып ұсақтайды да белгілі бір температураға дейін қыздыралы. Жарты свғаттан кейін балқыту температурасын жоғарлатады. Қыздыру мөлдір масса түзгенше дейін жүргізеді.
Белгісіз заттың сараптамасы

Алдын ала зерттеулерден кейін және зерттелетін затты дайындағаннан кейін, систематикалық сараптамаға көшеміз.

Осында екі жағдай болуы мүмкін:

1. 
   Зерттелетін зат жеке дара зат сияқты : металл немесе металл емес, қандай да бір тұз, тотық, қышқыл және т.б.Ал жеке дара зат химиялық таза немесе кішкентай құрамды болуы мүмкін. 2. Сарапталатын зат өзімен балқыма немесе тұздар, қышқылдар қоспасын құрайды.
   
2. 
   Жеке дара зат химиялық құрамын анықтауда сапалық сараптаманың көмегімен , оның кейбір ерекшеліктері мен зат қоспасының сараптамасынан өзгеше.
   
3. 
   Егер сарапталатын заттың химиялық формасы белгісіз болса, онда анализдің көмегімен сарапталатын заттың сапалық құрамын анықтайды. Егер сарапталатын заттың химиялық формасы белгілі болса, онда сараптама сарапталатын заттың қоспасына бағытталады.
   

Кейбір жағдайларда бос элементтердің табиғатта немесе өндірісте бар немесе жоқ екенін анықтайды.

Бос металдардың анықталуы. Көп жағдайда бос металдардың сыртқы күіне қарай анықтау қиын емес, өйткені металдар мен балқымалар физикалық қаситеттернің мінездемесіне қарай өзгеше болып келеді. Бірақ кейбір кездерде арнайы зерттеулер жүргізу қажет. Бос металды анықтауда әртүрлі тәсілдер қолданылады. Темірдің (III) гексацианоферратымен сынау Fe[Fe(CN)₆].0,4% FeCl₃ ертіндісі және 0,8% K₃[Fe(CN)₆] ертіндісін тең көлемде таза қоспа дайындау керек.

Бос металл еместерді анықтаудың түрлі әдістері бар. Элементарлы кристалликалық күкіртті күкірткөміртк еруінен көруге болады. Сондықтан ұсақ майдаланған зерттейтін заттың құрамына бос күкірті бар , жақсылап күкірткөміртекпен экстрагирлеу .Онда кәдімгі күкірт күкірткөміртек ертіндісіне айналады.Ертіндіні суалтқанан кейін күкірт қалдық болып қалады.

Күкіртті натрий сульфитімен қыздырғанда натрий тиосульфаты аынады:
Na ₂SO₃ + S = Na ₂S ₂O₃
Реакцияны келесі түрде жүргізеді. Үлгідегі зерттелетін сынаудың аз мөлшерін пробиркада қатты шайқаймыз 3-5 мл СS₂ және металикалық күкірттің тамшысы.

Шайқалғаннан кейін күкірткөміртегін сынаптан құйып аламыз. Сынапты шынының үстіне салып, оны қыздырған сулы моншаның үстіне қойамыз. Содан кейін оған бірнеше тамшы азид- иодты ертіндіні тамызаиыз.

Берілген қосылыстың систематикалық зерттеуінің алдында, микроскоп арқылы кристалдық формасын анықтайды (егер ол кристалды болса), онда оның түсі, иісі қыздырудағы қатынасы, суға, қышқылға, сілтіге және т.б. Содан кейін сараптаманың систематикалық барысына көшеді. Сараптаманың систематикалық барысы:

1.Катиондарды анықтау
Алдын ала сынақ

2.Жалынның боялуы

3.Каллилі құбыршаның қызуы

4.Боялған перлердің алынуы

5.Сұйытылған күкірт қышқылының әсері

6.Концентрленген күкірт қышқылының әсері

7.Заттың еруі

8.Ертіндінің рН анықтау

9.Тотықтырыш пен тотықсыздандырғыштың анықталуы.
Тест тапсырмалары

1. Орташа сынау сараптамасы дегеніміз не?

A) заттың аз мөлшерінің химиялық қасиеті мен құрылымы ның сараптамасы

B) сапалық сараптама

C) аз мөлшерде зерттелетін сараптама

D) қышқылдың, негіздің сараптамасы

E) заттың физикалық қасиетінің сараптамасы
2. Сапалық сараптаманы жасауда қандай стадия қолданылады?

A) алдын ала сынақ

B) орташа сынау

C) заттың қасиеті

D) заттың массасы

E) қатты зат сараптамасы

A) зерттелетін зат жеке дара және зат балқыма

B) зерттелетін зат қоспа және зат негіз

C) зерттелетін зат катион және зат қышқыл

D) зерттелетін зат анион және зат тұз

E) зерттелетін зат белгісіз және зат гидрототық

A) тиосульфат

B) перосульфат

C) натрий сульфаты

D) сульфат

E) сульфид

A) Na ₂S ₂O₃

B) Na ₂SO₃

C) Na ₂SО₄

D) Na ₂S

E) SO₃

A) 600

C) 500

E) 650

1. 
   Қолды кендібұзу
   
2. 
   Шикізатты ұсақтау мен електеу
   
3. 
   Гидравликалық байыту
   
4. 
   Флотациялық байыту
   
5. 
   Минералды шикізат үлгілерін талдау әдістерінің негізі мен классификациясы
   
6. 
   Минералды шикізат үлгілерін бақылау мен зерттеуінің физикалық әдісі
   
7. 
   Минералды шикізат үлгілерін химиялық талдау
   
8. 
   Техногенді өнімдерді өңдеудің технологиялық сызба-нұсқаларын есептеу мен таңдау
   

СӨЖМ тізімі

1. 
   Минералды шикізат кен орындарын бағалау
   
2. 
   Минералды шикізат кен орындарын өңдеу және жетілдіруінің экономикалық көрсеткіші
   
3. 
   Негізгі минералды шикізаттарын және техногенді қалдықтарды өңдеу тәсілдері, экологияға тиетін әсері
   
4. 
   Минералды шикізат орташа құрамын анықтау және оны өңдеуге орташаландыру әдістері
   
5. 
   Материалдардың бөліктер немесе бөлшектердің өлшемі бойынша сипаттамасы
   
6. 
   Материалдардың химиялық құрамы бойынша сипаттамасы
   
7. 
   Флотациялық реагенттер
   
8. 
   Ауалы және ортадан тепкіш сепараторлар
   
9. 
   Гидравликалық классификаторлар
   
10. 
    Шикізат түріне байланысты байыту әдістерін таңдау
    

СӨЖ тізімі

1. 
   Минералды шикізаттарын кешенді қолдану
   
2. 
   Күкірт қышқылы өндірісінде қолданылатын шикізат, оның сипаттамасы
   
3. 
   Термиялық және экстракциялық фосфор қышқылы, тыңайтқыштары өндірісінде қолданылатын шикізат, оның сипаттамасы
   
4. 
   Тұз қышқылы өндірісінде қолданылатын шикізат
   
5. 
   Қабырғалы керамика өндірісінде қолданылатын шикізат
   
6. 
   Цемент өндірісінде қолданылатын шикізат
   
7. 
   Шыны мен шыныкристаллды материалдар өндірісінде қолданылатын шикізат
   
8. 
   Жұқа және құрылыс керамика өндірісінде қолданылатын шикізат
   
9. 
   Тұтқыр материалдар өндірісінде қолданылатын шикізат
   
10. 
    Кальцинирленген және каустикалық сода үшін шикізат
    
11. 
    Металлургиялық өндіріс үшін шикізат ресурстары
    
12. 
    Реактивті және таза заттар үшін шикізат ресурстары
    
13. 
    Минералды шикізатты талдауының физика-химиялық әдістері
    

ҰСЫНЫЛАТЫН ӘДЕБИЕТ

1. 
   Позин М.Е. Технология минеральных солеу. Частть 1,2. – Л.: Химия, 1970. – 791 б.
   
2. 
   Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. – М.: Хмимя, 1976. – 335 б.
   
3. 
   Крешков А.П. Основы аналитической химии. – М.: Химия, 1976. – 480 б.
   
4. 
   Жарский И.М., Новикова Г.И. Физические методы исследования в неорганической химии. – М.: Высшая школа, 1988. – 271 б.
   
5. 
   Бишимбаев В.К., Р(сслер Л.Б., Жекеев М.К. Состояние и перспективные направления развития основной химической промышленности Республики Казахстан. – Шымкент, Ғылым, 2006, - 290 б.
   
6. 
   Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. М.: Высшая школа, 2000. – 303 б.
   
7. 
   Лугинина И.Г. Химия и химическая технология неорганических вяжущих материалов. В 2 ч. – Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, 2004. – Ч. 1. – 240 б. Ч. 2. – 199 б.
   
8. 
   Таймасова Б.Т. Технология производства портландцемента. – Шымкен, ЮКГУ. 2004. – 293 б.
   
9. 
   Таймасова Б.Т. Лабораторный практикум по ХТВМ. Учеб.пособие. – Шымкент, ЮКГУ. 2006. – 111 б.