Писаренко С. В. Лужне вилуговування ільменітового концентрату Іршанського родовища

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0823U101427

Облікова картка дисертації

0823U101427.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 161 - Хімічні технології та інженерія

Спеціалізована вчена рада

ДФ 26.002.61; ID 3263

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Анотація

Мінерально-сировинна база України включає цінні поклади титанових руд, які зокрема представлені континентальними розсипами ільменіту, що останніми роками активно розробляються. Значна частина ільменітової руди видобувається на території нашої країни, належить до Іршанського родовища. Ільменітова руда є важливим природним ресурсом та має значний потенціал для використання в різних галузях промисловості. Розвиток видобутку і обробки цієї руди може сприяти економічному зростанню та розвитку регіону. Зразки ільменіту Іршанського родовища досліджено за допомогою методу скануючої електронної мікроскопії з рентгеноспектральним елементним мікроаналізом та встановлено, що досліджена руда має унікальний склад, який відрізняє її від всіх інших, що відомі в науково-технічній літературі. Тому для даної руди необхідно визначити оптимальний спосіб переробки для максимального виходу продуктів переробки. Аналіз науково-технічної літератури показав, що до основних способів переробки ільменіту належать кислотні, зокрема хлоридний та сульфатний. Але кожен з цих способів модифікується та оптимізується відповідно до складу вихідної сировини для максимальної ефективності переробки. Крім основних способів, які використовуються протягом тривалого часу і впроваджені в промислових масштабах, останніми роками більше розвиваються напрямки альтернативних способів переробки, такі як лужне вилуговування, вилуговування слабкими кислотами, такими як ортофосфатна, лимонна, оксалатна. Вибір способу переробки ільменіту залежить від багатьох факторів, серед яких хімічний та мінералогічний склад сировини, галузі використання утворених продуктів, екологічні та економічні аспекти виробничого процесу. Науково-технічна література, яка була опрацьована в рамках проведення дисертаційного дослідження дозволяє стверджувати те, що на даний момент розвитку науки в галузі переробки титанвмісної сировини недостатньо вивченими залишаються спосіб та умови, що стосуються ільменітової руди Іршанського родовища. Тому визначення способу переробки та оптимальних умов хіміко-технологічного процесу переробки ільменіту даного родовища є актуальним завданням, вирішення якого створить передумови для розвитку промисловості в даному регіоні. Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесу переробки ільменітового концентрату Іршанського родовища альтернативним способом лужного вилуговування, встановленню оптимальних умов даного процесу, визначенню можливостей застосування одержаного кінцевого та проміжних продуктів, що утворюються в результаті хімічної взаємодії мінеральної сировини та калій гідроксиду. Для того, щоб досягнути мету, що поставлена в даній роботі, необхідно було виконати ряд завдань : дослідити хімічний та мінералогічний склад зразків ільменіту Іршанського родовища; дослідити вплив різних факторів на процес лужного вилуговування, а саме розміру частинок мінеральної сировини, кількісного співвідношення між вихідними компонентами, зміни температурного та часового режимів, для того щоб оптимізувати процес переробки ільменіту; визначити кінетичні та термодинамічні параметри проведення процесу лужного вилуговування ільменіту, визначити умови проведення процесу переробки ільменіту способом лужного вилуговування та розробити технологічну схему; визначити можливі сфери використання кінцевих та проміжних продуктів процесу лужного вилуговування ільменіту. В результаті проведених термодинамічних розрахунків за реакціями, що протікають під час процесів лужного вилуговування ільменіту калій та натрій гідроксидом, вперше встановлено, що утворення калій титанату є енергетично вигіднішим ніж утворення натрій титанату, що також підтверджено експериментально. За результатами проведених експериментальних досліджень, що спрямовані на визначення впливу різних факторів на процес лужного вилуговування ільменіту встановлено, що максимального значення ступінь вилучення титану(ІV) досягається при використанні мінеральної сировини з середнім діаметром частинок ≤ 71 мкм. Даний фактор досліджено за мольного співвідношення між вихідними компонентами 1:2 за температури 453 К протягом 3 годин. Крім того, також експериментально встановлено, що для зразків ільменіту Іршанського родовища оптимальним мольним співвідношенням між вихідними компонентами в реакціях лужного вилуговування є 1:2. Збільшення кількості лугу у вихідній суміші до мольного співвідношення 1:6 підвищує ступінь вилучення титану(ІV) до 90 %, але значна кількість калій гідроксиду залишається після реакції у вигляді незадіяного реагенту, також ускладнюється процес очистки утвореного продукту. Встановлено, що оптимальний час взаємодії між вихідними компонентами (ільменіт, калій гідроксид) становить 3 години, саме за такого часового проміжку досягається максимальний ступінь вилучення титан(ІV). Подальше нагрівання реакційної суміші не збільшує вихід.

Читати повністю

Публікації

Писаренко, С.В.; Черненко, В.Ю.; Чигиринець, О.Е.; Камінський О.М.; Мироняк, М.О. Лужне вилуговування титану з ільменіту Іршанського родовища. Питання хімії та хімічної технології. 2021, 6. с. 51–56.

Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Чигиринець, О.Е.; Черненко, В.Ю.; Мироняк, М.О.; Швалагін, В.В. Термодинаміка процесу вилуговування лейкоксенізованого ільменіту. Питання хімії та хімічної технології. 2022, 1, с. 83–87.

Pysarenko, S.; Kaminskyi, O.; Chyhyrynets, O.; Denysiuk, R.; Anichkina, O.; Chernenko, V. Kinetics of alkaline leaching process of Titanium(IV) from ilmenite. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2023, 58 (6), рр 1146-1152.

Писаренко, С. В.; Чигиринець, О. Е.; Фотокаталітична активність калій титанату щодо барвників метиленового синього та конго червоного. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2023. 85 (2). с. 121–126.

Pysarenko, S.; Kaminskyi, O.; Chyhyrynets, O.; Denysiuk, R.; Chernenko, V. Photocatalytic destruction and adsorptive processes of methylene blue by potassium titanate. Materials Today: Proceedings. 2022, 62 (15), рр 7754–7758.

Pysarenko, S.V.; Chernenko, V.Yu.; Chyhyrynets, O.E. Production of titanium complex salts from ilmenite concentrate of Irshansk GOK (Ukraine). Сучасні проблеми хімії. Збірник матеріалів XX Міжнародної конференції студентів та аспірантів, Київ, Травень 15- 17, 2019; с. 71.

Писаренко, С.В. Філософські виміри сучасних технологій розробки природних надр України. Філософія і науково-технічна творчість у хронотопі технічного університету. Збірник матеріалів ІІІ Міжнародної науково-практичної конференції, Київ, Травень 21, 2020; с. 274–279.

Писаренко, С.В.; Шмикова, А.А.; Черненко, В.Ю.; Чигиринець, О.Е. Одержання титановмісної основи для косметичних засобів. Науково-практичні розробки молодих учених в хімічній, харчовій та парфумерно- косметичній галузях промисловості. Збірник матеріалів VIІ Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих учених і студентів, Херсон, 2020; с. 104-105.

Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Чигиринець, О.Е.; Черненко, В.Ю. Вивчення процесу вилуговування Ti 4+ з ільменітового концентрату Іршанського родовища (Україна). Актуальні задачі хімії: дослідження та перспективи. Збірник матеріалів V Всеукраїнської наукової конференції, Житомир, Квітень 15, 2021; с. 106.

Pysarenko, S.; Kaminskiy, O.; Chyhyrynets, O.; Chernenko, V. Photocatalytic properties of K 2 TiO 3 . EastWest Chemistry Conference 2021. Kyiv, October 7-9, 2021; р. 90–91.

Писаренко, С.В.; Камінський О.М.; Денисюк, Р.О.; Чигиринець, О.Е.; Онищук, О.О.; Барашивець, І.С. Вивчення залежності ступеня фотокаталізу метиленового синього від маси калій титанату. International scientific innovations in human life : Proceedings of the 12th International scientific and practical conference. Манчестер, 2022; с. 203–205.

Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Чигиринець, О.Е.; Черненко, В.Ю. Фотокаталітичні властивості калій титанату щодо метиленового синього. Сучасні досягнення в органічному синтезі, хімії полімерів та харчових добавок. Збірник матеріалів міжнародної наукової конференції, Львів, Грудень 7-8, 2021; с. 146.

Онищук, О.О.; Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Кичкирук, О.Ю.; Чигиринець, О.Е. Вивчення кінетики фотокаталізу метиленового синього поверхнею немодифікованого ТіО 2 . Перспективи хімії в сучасному світі. Збірник матеріалів І Інтернет-конференції молодих вчених, Житомир, Листопад 24, 2021; с.78–79.

Фурдига, Н.О.; Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Тітов Ю.О.; Чигиринець, О.Е. Термодинамічні розрахунки лужного вилучення калій титанату з ільменітової руди. Перспективи хімії в сучасному світі. Збірник матеріалів І Інтернет-конференції молодих вчених, Житомир, Листопад 24, 2021; с. 86–87.

Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Денисюк, Р.О.; Чигиринець, О.Е. Механізм процесу одержання калій титанату з ільменіту. Актуальні задачі хімії: дослідження та перспективи. Збірник матеріалів VІ Всеукраїнської наукової конференції, Житомир, Жовтень 05, 2022; с. 99–100.

Фурдига, Н.О.; Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Тітов, Ю.О.; Чигиринець, О.Е. Кінетика процесу лужного вилучення калій титанату з ільменіту. Перспективи хімії в сучасному світі. Збірник матеріалів ІІ Інтернет-конференції молодих вчених, Житомир, Листопад 23, 2022; с. 142–143.

Ільчук, О.Р.; Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Тітов Ю.О.; Чигиринець, О.Е. Дослідження оптимальних умов лужного вилучення титанатів з ільменіту. Перспективи хімії в сучасному світі. Збірник матеріалів ІІ Інтернет-конференції молодих вчених, Житомир, Листопад 23, 2022; с. 107–108.

Ходюк, О.В.; Писаренко, С.В.; Камінський, О.М.; Денисюк, Р.О. Технологія видобування та збагачення ільменіту. Перспективи хімії в сучасному світі. Збірник матеріалів ІІ Інтернет-конференції молодих вчених, Житомир, Листопад 23, 2022; с. 23–24.

Писаренко, С.; Чигиринець, О.; Камінський, О.; Денисюк, Р. Фотокаталітична деструкція метиленовогосинього поверхнею калій титанату. Актуальні проблеми хімії та хімічної технології, Збірник матеріалів І Міжнародної науково-практичної конференції, Київ, Листопад 30, 2022; с. 121–122.

Блищик, М.О.; Денисюк, Р.О.; Писаренко, С.В. Розмірний ефект при вилученні калій титанату. Хімічні Каразінські читання, Тези доповідей XV Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспірантів, Харків, Квітень 24–26, 2023; с. 164–165.

Ходюк, О.В.; Денисюк, Р.О.; Камінський, О.М.; Писаренко, С.В. Отримання титанатів із збагаченого ільменіту. Актуальні задачі хімії: дослідження та перспективи, Тези доповідей VIІ Всеукраїнської наукової конференції, Житомир, Квітень 19, 2023; с. 147.

Читати повністю

Файли

autoreferat-Анотація Писаренко.doc

editrequest-Лист до УкрІНТЕІ_PhD_Писаренко С-В-.pdf

дисертація Писаренко С-В-.pdf

Схожі дисертації

0824U001072

Пустовой Григорій Миколайович

Енергоефективний комплекс компресорного чілера з адсорбційним холодильним модулем

0824U000832

Миргородська-Терентьєва Вікторія Дмитрівна

Одержання розширеного асортименту модифікованих крохмалів методом термічної обробки

0824U000835

Кошель Сергій Андрійович

Визначення чисел перенесення іонів в полімерних мембранах та іонних рідинах методом компютерної резистометрії

0824U000797

Мандрика Артем Григорович

Одержання мономерної ортокремнієвої кислоти як модифікатора алюмінійвмісних коагулянтів

0824U000183

Прокоп Роман Іванович

Регенерація відпрацьованих напівсинтетичних моторних олив