Главный инженер агмк

ОТ
ОТ
Алмалыкского Горно-металлургического комбината инженер химик …………………. Ведущий специалист химической лаборатории …………………………….	Ташкентского Государственного Технического университета Научный исследователь Абдуллаева Д.К. Научный руководитель доцент, К.х.н. Гиясов А.Ш.

КИРИШ
Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.
Ҳозирги вақтда тоғ жинслари таркибида олтин миқдорининг камайиб бориши, гидрометаллургия саноатида афинаж усули яъни суюқ экстракция усулининг ривожланишига олиб келди. Ушбу усул ўзининг энергия сарфи кичиклиги, самарадорлиги ва танловчанлигининг юқорилиги билан бошқа усуллардан устун бўлгани учун кенг миқёсда ривожланиб бормоқда. Бундай усулларни кенг миқёсда қўллаш учун асосий муаммо экстрагент танлашдан иборатдир. Экстрагент қуйидаги талабларга жавоб бериши зарурдир:

1. 
   Экстрагент конкрет элемент учун юқори танловчан бўлиши керак;
   
2. 
   Кучли кислотали ва кучли оксидланиш мухитига чидамли бўлиши керак;
   
3. 
   Сувли эритмалар кам эрувчан бўлиши керак.
   

Ана шундай талабларга жавоб берувчи экстрагентлар ёрдамида олтинни тоза холда ажратиб олиш усулларни яратиш ҳозирги куннинг долзарб масалаларидан биридир.
Ҳозирги кунда олтинни эритмалардан ажратиб олишда цементация, электрорафинлаш ва электролиз усуллари мавжуд бўлиб, бундай усуллар билан олтинни тоза ҳолда ажратиб олиш учун қўшимча тозалаш жараёнларидан ўтиш керак бўлади. Бу жараёнларни амалга ошириш учун оғир меҳнат, ортиқча маблағ ва кўп вақт талаб этади.
Гидрометаллургия саноатида эритмалардан нодир металларни экстракцион ажратиб олишда экстрагент сифатида асосан актив органик эритувчилардан фойдаланиб келинмоқда. Актив органик эритувчилар нодир металларни яхши экстракциялайди, лекин бундай экстрагентларнинг танловчанлиги етарли бўлмагани учун олтинни тоза ҳолда ажратиб бўлмайди.
Бизга адабиётлардан маълумки, инерт органик эритувчилар металл ионларини ёмон экстракциялайди ёки умуман экстракцияламайди. Яна бизга адабиётлардан маълумки, айрим элементларнинг ионлари, айрим инерт органик эритувчиларга, айрим аминлар иштирокида, маълум шароитда танловчан экстракцияланиши мумкинлиги ҳақида маълумотлар берилган. Ана шу маълумотлардан келиб чиқиб, биз изланишлар олиб бордик. Изланишлар асосида олинган натижалар шуни кўрсатдики, олтин (III) ионлари кучли кислотали мухитда галогенид-ионлари ва айрим аминлар иштирокида бензол ва хлороформга танловчан экстракцияланар экан (жадвал 1).
1-жадвалдан шуни кўриш мумкинки, аминлар ичида диметилформамид (ДМФА)нинг экстракциялаш даражаси 99.9% га тенг бўлиб чиқди.
Шундан сўнг, олтин (III) ионларини кучли кислотали мухитда галогенид-ионлари ва ДМФА иштирокида хлороформ (ёки бензол) га танловчан экстракцияланиш оптимал шароитини аниқлаш учун изланиш олиб бордик. Олинган натижалар 2-жадвалда келтирилган.
2-жадвал
Олтин (III) ионини кислотали мухитда галогенид-иони ва ДМФА иштирокида экстракцияланиш оптимал шароитлари

Органик эритувчи (экстрагент)	CH2SO4m	CAN Cl,m	CДМФА%	Экстракция вакти, сек	Vb : Vo	Экстракция даражаси %
Хлороформ	0,25-3,0	0,06-2,5	17-23	5-10	50:1	99,9
Бензол	0,75-1,5	2,0-2,5	10-25	5-10	1:1	98,9

Шундан сўнг, олтин (III) ионларининг экстракцияланиш механизмини ўргандик. Бунинг учун олтин (III) ионларининг экстрактдаги таркиби мувозанатни силжитиш усули билан аниқланди. Олинган натижалар 1.2-расмлар (жадвал 1,2) да келтирилган бўлиб бунда (Lg –Д_Au, LgC_H+, Lg – Д_Au, LgC_Cl-, Lg - Д_Au, LgC_ДМФА) тақсимлаш коэффициентининг концентрацияга боғлиқ бўлган билогарифм координаталарда ҳосил бўлган тўғри чизиқларнинг тангенс оғиш бурчакларига қараб, Н⁺, Cl^- ва ДМФА ларнинг олтин (III) ионларига бўлган нисбатлари 1, 4 ва 3 га тенглиги топилган. Демак олтин (III) иони НА₄ Cl₄ кўринишда экстракцияланар экан. Хлороформли экстракда НА₄ Cl₄ нинг сольват сони 3 га, бензолда – 2 га тенглиги аниқланган.

Хлороформли экстирактда НА₄ Cl₄ билан боғланган сувнинг гидратланган молекула сони Фишер усули билан аниқланганда 4 га, бензолли экстрактда 2 га тенглиги топилган. Шундай қилиб, олтин (III) ионлари кучли кислотали мухитда галогенид – ионлари ва ДМФА иштирокида инерт органик эритувчиларга гидрат – сольват механизми асосида экстракцияланар экан.
Экстракцияланиш механизмини қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин:
Хлороформли экстракт учун

Бензолли экстракт учун:

Умумий кўринишда

Шундан сўнг, экстрактдаги олтин (III) ионларини тоза ҳолда қайтариб олиш учун ҳар хил қайтарувчи – реэкстрагентларнинг таъсирини ўрганиш учун изланишлар олиб бордик. Олинган натижалар 7-жадвалда келтирилган.
7-жадвал
Экстрактдаги олтин (III) ионларини металл холигача қайтарувчи хар хил реэкстрагентлар таъсирида олинган натижалар

Реэкстрагентлар	Концентрациялари, %	Реэкстракция вақти, мин	Реэкстракция даражаси %
Натрий сульфат	10	1	99.9
Натрий нитрит	10	1	99.9
Натрий гиосульфат	10	1	95.7
Гидразин	10	1	93.6
Аскарбин кислота	10	1	91.5
Формальдегид	10	1	85.2

3-жадвалдан шуни кўриш мумкинки, олтин (III) ионларини органик фазада маълум шароитда (рМ = 1-2) амалий жихатдан тўлиқ ва кучли қайтарувчилардан натрий сульфит ва натрий нитрит туз эритмали бўлиб чиқди.

Шундан сўнг, олтин (III) ионларини оптимал шароитда экст ракцияланишига ташқи ионларнинг таъсирини ўргандик. Олинган натижалар 4-жадвалда келтирилган. Бу жадвалдан шуни кўриш мумкинки, олтин (III) ионларини хлороформга экстракцияланишида ташқи ионларнинг катта миқдорлари биргаликда экстракцияланмас экан. Демак бундан шуни хулоса қилиш мумкинки, олтин (III) ионлари танловчан экстракцияланади.
Шундай қилиб, тажрибалар асосида олинган натижалардан келиб чиқиб, гидрометаллургия саноатида ишлаб чиқариш жараёнларида таркибида олтин (III) ионлари бўлган кучли минерал кислотали туз эритмаларидан олтин (III) ионларининг микроконцентрацияларини концентрлаш ва танловчан экстракцион ажратиш ва органик фазада тоза ҳолда реэкстракцион олиш технологиясининг принципиал схемаси ишлаб чиқилди ва унинг иқтисодий самарадорлиги ҳисобланди (жадвал 5, 9, 10).
Унинг принципиал схемаси 3-расмда келтирилган. Схема бўйича таркиби мураккаб бўлган бошланғич эритма 1-сиғимдан 2-сиғимга аралаштиргич юборилади. 2-сиғимдан экстракцион колоннага (5) юборилади. Колонна ичидаги экстрагент (хлороформ) эритма билан контактда бўлгандан сўнг олтин (III) ионлари органик фазага ўтади.

4-жадвал
Олтин (III) ионларини ташқи ионлар иштирокида экстракцияланишида олинган натижалар (экстракциялашга 10 мкг олтин (III) иони олинган)

М	М/Аu	M	М/Аu	M	М/Аu
Ag(1)	2000	Al(III)	15000	As(v)	10 000
Ag(1)^3	15000	Fe(III)	30000	Sb(v)^2	2000
Za(II)	15000	Bi(III)	7000	V(v)	10000
Pb(II)	2000	Zn(III	25000	U(VI)	1000
Pb(II)^3	15000	Ga(III)	15000	W(VI)	100
Cu(II)	10000	Tl(III)^1	3000	W(VI)^2	1000
Ma(II)	40000	Cr(III)	20000	Mo(VI)	10000
Cd(II)	20000	La(III)	10000	Te(VI)	10000
Hg(II)	700	Sn(IV	10000	Mn(VII)	1000
Ca(II)	15000	Ti(IV)	500	Os(VIII)	1000
Ba(II)	15000	Zr(IV)	10000	F^-	1000
Be(II)	2000	Th(IV)	10000	NO^-3	20000
Co(II)	15000	Pt(IV)	1000	PB4^-3	10000
Ni(I)	20000			Вино кислота тионалид	50000

Изоҳ: Бу ерда М- ион ёки бирикма; М/Аu – олтиннинг массасига нисбатан ташқи ионларнинг рухсат этилган массаси; 1-200 мг тионалид иштирокида; 2-200 мг вино кислота иштирокида; 3-чўкмали эритмани сув ҳаммомида 3-4 минут иситгандан сўнг.

Сўнгра олтин таркибли экстракт ювиш колоннаси (6) га юборилади. Ювиш колоннада ювиш эритмаси ёрдамида органик фаза сиртига ёпишиб қолган кераксиз чиқиндилардан тозаланади. Тозаланган экстракт реэкстракцион колоннага юборилади (7). Реэкстракцион колоннада олтин (III) ионлари тоза металл ҳолигача қайтарилиб, чўкма кўринишида сув фазага ўтади. Олтин (III) ионларидан тозаланган экстрагент эса фильтрлаш колоннасидан ўтиб, яна экстракцион колоннага (5) юборилади. Цикл узлуксиз равишда давом этади. Реэкстракт эса фильтрлаш колоннадан ўтиб, нейтраллаш колоннага (10) юборилади. Нейтрализаторда кучли кислоталар ишқор (NaOH) ёрдамида нейтралланиб, ион-алмашиш колоннага (11) юборилади. Ион-алмашиш колоннада катион ва анионлар ушлаб қолинади. Ион-алмашиш колоннадан чиққан эритма адсорбцион колоннага (12) юборилади. Адсорбцион колоннада ДМФА адсорбентга (сульфокўмир) ютилиб, ушлаб қолинади.

Ташқарига фақат тоза сув эҳтиёж жойга юборилади.
Шундан сўнг, биз олтин (III) ионларини асосли бўёқлар билан танловчан экстракцион-фотометрик аниқлаш усулини яратиш учун изланишни давом эттирдик. Бунинг учун олтин (III) ионларини органик фазада асосли бўёқлар билан рангли ва барқарор комплекс бирикмалар ҳосил қилиш оптимал шароитларини аниқлаш учун изланишлар олиб бордик. Изланишлар асосида олтин (III) ионларини органик фазада асосли бўёқлар билан рН ...... 0 дан 10.0 мухит оралиғида тўлиқ ва барқарор комплекс бирикмалар ҳосил қилиш оптимал шароитини топдик.
Шундан сўнг, олтин (III) ионларини асосли бўёқлар билан танловчан экстракцион – фотометрик аниқлаш усулларини таркиби мураккаб бўлган намуналарда синаб кўрдик. Олинган натижалар 9, 10, 11 жадвалларда келтирилган, аниқлаш натижаларидан шуни хулоса қилиш мумкинки, тажрибада топилган олтин (III) ионларининг ўртача миқдорлари бўйича математик – статик ҳисоблаш катталиклари ( – бу ўртача квадрат четга чиқиш катталиги, Sr – бу нисбий стандарт четга чиқиш катталиги) яратилган усулларнинг ишончлиги ва тўғрилигини кўрсатади.
Шундай қилиб, Диссертация мавзусининг долзарблиги ва заруратидан келиб чиқиб, изланишлар олиб борилди ва қуйидаги натижалар олинди:
1) олтин (III) ионларини инерт органик эритувчилар ёрдамида танловчан экстракцион ажратиш оптимал шароитлари топилди;
2) олтин (III) ионларини органик фазада танловчан ва тоза холда реэкстракцион олиш оптимал шароитлари топилди;
3) олтин (III) ионларини инерт органик эритувчиларга оптимал экстракцияланиш шароитида ташқи ионларнинг таъсири ўрганилди ва уларнинг катта миқдорлари биргаликда экстракцияланмаслиги аниқланди;
4) олтин (III) ионларини янги танловчан экстракцион ажратиш ва тоза ҳолда реэкстракцион олиш усули яратилди;
5) яратилган усул асосида гидрометаллургия саноатида олтин таркибли руда ва концентратларни қайта ишлашдан ҳосил бўлган кучли минерал кислотали эритмалардан олтин (III) ионларини ташқи ионлардан ажратмасдан тўғридан-тўғри танловчан экстракцион ажратиш ва тоза ҳолда реэкстракцион олиш технологиясининг принципиал схемаси ишлаб чиқилди ва унинг иқтисодий самарадорлиги ҳисобланди;
6) олтин (III) ионларининг органик фазада асосли бўёқлар билан рН 2-10 мухит оралиғида танловчан ва барқарор рангли комплекс бирикмалар ҳосил қилиш оптимал шароити топилди;
7) олтин (III) ионларининг органик фазада асосли бўёқлар билан аниқловчи, янги, танловчан, сезгир ва тезкор экстракцион-фотометрик усули яратилди;
8) олтин элементи учун яратилган янги танловчан, сезгир ва тезкор экстракцион-фотометрик аниқлаш усуллари таркиби мураккаб бўлган ишлаб чиқариш эритмалари, руда, концентрат ва тоғ жинсларида ташқи элементлардан ажратмасдан синаб кўрилди ва яратилган усулнинг мавжуд бўлган усуллардан ўзининг танловчанлиги, сезгирлиги, тезкорлиги ва ишончлиги ҳамда тўғрилигининг устун эканлигини кўрсатди.
5-Жадвал
Олмалиқ тоғ-металлургия корхонасининг ишлаб чиқариш эритмаларидан олтин (III) ионларини бензолга экстракциялаб, органик фазада М.Г бўёғи билан аниқлаш натижалари (n = 4; p = 0.95).

олтин (III) ионининг ишлаб чиқариш эритмаларидаги миқдори, мг/л	олтин (III) ионининг тажрибада топилган ўртача миқдори (х), мг/л	, мг/л	Sr · 10^2
11,20	11,25	0,29	1,63	2,57
7,00	7,12	0,22	1,91	3,08
5,60	5,54	0,13	0,98	2,34
2,35	2,23	0,05	1,40	2,24
0,56	0,55	0,03	1,70	5,45

6-жадвал
Олмалиқ тоғ-металлургия корхонасининг руда ва концентратларидан олтин (III) ионларини хлорофилга экстракциялаб, органик фазада МФ бўёғи билан аниқлаш натижалари (n = 4; p = 0.95).

Намунанинг номи ва рақами	Олтиннинг паспорт бўйича миқдори, г/т	Олтиннинг тажрибада топилган ўртача миқдори ( ), г/т	, мг/л	Sr · 10^2
Руда 8100-20 8105-20 8109-20	7.00 4.61 0.80	7.11 4.33 0.86	0.28 0.20 0.07	2.48 2.71 5.12	3.93 4.62 8.13
Концентрат: 2196-19 2192-19 2205-19	9.20 4.02 0.90	9.45 4.22 0.81	0.37 0.17 0.07	2.55 2.63 5.00	3.92 4.02 6.64

7-жадвал
Олмалиқ тоғ-металлургия корхонасининг концентрат ва тоғ жинсларидан олтинни хлороформга экстракциялаб, органик фазада БЗ бўёғи билан аниқлаш натижалари (n = 4; p = 0.95).

Намунанинг номи ва рақами	Олтиннинг паспорт бўйича миқдори, г/т	Олтиннинг тажрибада топилган ўртача миқдори г/т	, мг/л	Sr · 10^2
Концентрат 8401-20 8103-20 8106-20	15.00 7.00 7.00	15.30 7.40 3.42	0.57 0.35 0.20	2.38 3.14 3.00	3.70 4.73 5.10
Тоғ жинси 519-19 706-19 812-19	5.30 1.70 1.60	5.50 1.70 1.66	0.17 0.14 0.13	2.06 5.06 5.00	3.09 8.23 7.83