ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

200 

 

 

 

а) 

ә) 

Сурет 1 – Таған бентонитінің (а) және бентонит-магнетит композитінің(ә) электронды-

микроскопиялық түсірілімдері 

 

Ал  осы  минералдардың  бір-бірімен  үйлесуі  туралы  мәлімет  алу  үшін  олардың 

бөлшектерінің беттері электркинетикалық әдіспен зерттелді (2-сурет). Ортаның рН-ын 2-

ден  10-ға  дейін  көтеру  олардың  ζ-  потенциал  мәндері  едәуір  өзгеретіндігін  көрсетті. 

Бентониттің  ζ-  потенциалы  -26,2  мВ-дан  -37,2  мВ-ға  өзгереді.  Ал  магнетитке  келетін 

болсақ,  бұл  жағдайда  оның  ζ-  потенциалы  +9,92  мВ-дан  -26,9  мВ-ға  дейін  төмендейді. 

Бентониттің  зарядының  терістігін  оның  құрамындағы 



SiOH 

–  топтарының 

диссоциациясымен негіздеуге болады. Ал магнетит бетінің оң зарядтылығын темір оксиді 

бетінде FeO

+

 иондарының шоғырлануымен түсіндіруге болады.  

Магнетит-бентонит композитінің ζ- потенциалы рН-ты өзгерту барысында -6,81 мВ-

тан  -37,4  мВ-ға  кемитіндігі  байқалды  және  бұл  жайт  композит  құрамындағы 



SiO

- 

аниондарының  басымдығымен  байланысты.  Сонымен  қатар  оң  зарядты  магнетит 

бөлшектерінің теріс зарядты бентонит бетімен электростатикалық тартылысы композитті 

тұрақтандырады деп болжауға болады.  

 

 

Сурет 2 – Бентонит (1), магнетит (2) және магнетит-бентонит композитінің (3) 

электрокинетикалық потенциалына орта рН-ның әсері 

  

Сонымен,  магнетитті  алудың  аса  тиімді  және  қарапайым  әдісі  темір  (II),  темір  (III) 

тұздарының  сұйық  фазалық  конденсациясы  болып  табылады.  Бентонит  қатысында 

магнетитті синтездеу арқылы  магнетит-бентонит композиттері алынды. Олардың өлшемі 

0,2-1,0  мкм-нан  аспайды.  Магнетит  беті  оң  зарядқа,  ал  магнетит-бентонит  композиттері 

теріс зарядқа иеленетіндігі көрсетілді. 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

201 

 

Әдебиеттер тізімі 

 

1  Шпак  А.П.,  Горбик  П.П.,  Чехун  В.Ф.,  Гречко  Л.Г.,  Дубровин  И.В.,  Петрановская 

А.Л., Вергун Л.Ю., Кордубан О.М., Лерман Л.Б. Нанокомпозиты медико-биологического 

назначения  на  основе  ультрадисперсного  магнетита  //  Физико-химия  наноматериалов  и 

супрамолекулярных структур. – Киев: Наук. думка, 2007. – Т.1. – С. 45–87. 

2  Губин С.П., Кокшаров Ю.А., Хомутов Г.Б., Юрков Г.Ю. Магнитные наночастицы: 

методы получения, строение и свойства // Успехи химии. – 2005.– Т. 74, № 4. – С. 540. 

3  Дорфман Я. Г. Магнитные свойства и строение вещества. – М., 1955. – 376 с. 

4  Руководство по неорганическому синтезу. В 6 т. // Под ред. Г. Брауэр. – Пер.c нем. 

Н.А. Добрыниной и др. – Т.5. – Москва: Мир, 1985. – 360 с. 

5  Горичев И.Г., Зайцев Б.Е., Киприянов Н.А. и др. Руководство по неорганическому 

синтезу:  Учеб. для  студентов вузов, обуч. по напр. и спец. Химия. – 3-е изд., перераб. и 

доп. – Москва: Химия, 1997. - 320 с. 

6    Doping 



-  Fe

2 

О

3 

nanoparticles  with  Mn(III)  suppresses  the  transition  to  the  α-  Fe

2

O

3

 

structure // Chem. Soc., 2003. – 125, №38. – Р. 4918-4928.   

7  Rane K.S., Verenkar V.M. Synthesis of ferrite grade 



- Fe

2

O

3  . 

// S. Bull. Mater. Sci. - 

2001. - 24, №1. – P. 39-45.  

8    Патент  на  изобретение  №  2390497  от  27.05.2010  г.  Россия.  Способ  получения 

магнетита / Ю.П.Грабовский, А.В.Лисин.  

9    Патент    на  изобретение  №2507155  от  20.02.2014  г.  Россия.  Способ  получения 

наночастиц  магнетита,  стабилизированных  поливиниловым  спиртом  /  В.Г.Костишин, 

А.В.Нуриев, А.Т.Морченко.  

10  Szabo T., Bakandritsos A..O, Tzitzios V., Papp S., Korosi L., Galbacs G., Musabekov 

K., Bolatova D., Petridis D., Dekany I. Magnetic iron oxide/clay composites: effect of the layer 

silicate  support  on  the  microstructure  and  phase  formation  of  magnetic  nanoparticles  // 

Nanotechnology. – 2007. – Vol. 18. – №28. – P. 856-864. 

 

References 

 

1  Shpak  A.P.,  Gorbyk  P.P.,  Chekhun  V.F.,  Grechko  L.G.,  Dubrovin  I.V.,  Petranovska 

A.L.,Vergun  L.U.,  Korduban  O.M.,  Lerman  L.B.  Physica-chemistry  of  nanomaterials  and 

supramolecular structures, 2007, T.1.,45-87 (in Russ). 

2  Gubyn S.P., Koksharov U.A., Khomutov G.B., Urkov G.U. Success of Chemistry,2005, 

Т. 74, № 4. 540 (in Russ). 

3  Dorfman Ja. G. Magnetic properties and structure of substances.  М.:1955. – 376 p. (in 

Russ). 

4   Guidelinesin  the inorganic  synthesis.  Edited byG.  Braujer.  –  Translated  from  German 

N.A. Dobrynina and others.Т.5. М.: Мir , 1985. 360 p. (in Russ). 

5   Gorichev  I.G.,  Zajcev B.E.,  Kiprijanov N.A.  Guidelinesin  the inorganic synthesis

. 

М.: 

Himija, 1997. 320 p. (in Russ). 

6  Doping 



-  Fe

2 

О

3 

nanoparticles  with  Mn(III)  suppresses  the  transition  to  the  α-  Fe

2

O

3

 

structure. Chem. Soc., 2003.125, 38, 4918-4928.  (in Eng.). 

7 Rane K.S., Verenkar V.M. S. Bull. Mater. Sci., 2001, 24,1, 39-45p .  

8  Grabovskij Ju.P., Lisin A.V., The methods of magnetite obtaining, Patient of Russia,  № 

2390497, 27.05.2010. (in Russ). 

9    Kostishin  V.G.,  Nuriev  A.V.,  Morchenko  A.T.,  The  methods  of  obtaining  magnetite, 

stabilized by polyvinylalcohol, Patient of Russia, №2507155, 20.02.2014.(in Russ). 

10 Szabo T., Bakandritsos A..O, Tzitzios V., Papp S., Korosi L., Galbacs G., Musabekov 

K., Bolatova D., Petridis  D., Dekany  I.  Nanotechnology, 2007, Vol. 18.  №28.  856-864 p . (in 

Eng). 

УДК 661.623.63 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

202 

 

1

Танашева М.Р.,

 1

Бейсембаева Л.К.*, 

2

Джакупова Ж.Е.,

 1

Траутвейн И.,  

1

Белгозиев Б.Е. 

 

1

Казахский национальный университет им.аль-Фараби, Алматы, Казахстан 

2

Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, Астана, Казахстан 

*

E-mail: beisembaeva_l@mail.ru 

 

Комплексная переработка фосфорсодержащих промышленных отходов в 

химические мелиоранты 

 

В  статье  приведены  результаты  анализа  фосфогипса,  полигалита  на  содержание 

основных компонентов. Установлен оптимальный состав мелиоранта. 

Ключевые слова: мелиорант, сорбент, борная кислота, фосфогипс, полигалит. 

 

1

Танашева М.Р.,

 1

Бейсембаева Л.К.*, 

2

Джакупова Ж.Е.,

 1

Траутвейн И., 

1

Белгозиев Б.Е. 

 

1

Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан 

2

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразиялық ұлттық университеті, Астана қ., Қазақстан

 

 

Құрамында фосфоры бар өнеркәсіптік қалдықтарды химиялық мелиорантқа 

кешенді қайта өңдеу 

 

Мақалада  фофогипс,  полигалит  қурамын  негізгі  компоненттерге  талдау  нәтижелері 

келтірілген.Сонымен қатар мелиоранттың оптималды қурамы анықталган 

Түйін сөздер: мелиорант, сорбент, бор кышкылы, фосфогипс, полигалит 

 

1

Tanasheva M.R., 

1

Beisembaeva L.K*., 

2

Jakupova Zh.E., 

1

Trautvein I., 

1

Belgoziev B.E. 

 

1

Al -Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan 

2

L.N.Gumilyov Eurasian National University, Astana, Kazakhstan 

 

Complex processing of phosphorus-containing industrial wastes into chemical ameliorants 

 

Results of analysis of main components of  phosphogypsum and polyhalite are presented in 

the article. The optimal composition of the ameliorant is determined. 

Keywords: ameliorant, sorbent, boron acid, phosphogypsum, polyhalite 

 

Введение 

Одним из путей решения экологической проблемы деградация почв, обусловленным 

как  природными,  так  и  антропогенными  факторами,  является  использование 

нетрадиционных  почвенных  мелиорантов,  созданных  на  основе  отходов  различных 

производств.  Поэтому  актуальной  становится  проблема  поиска  новых  технических 

решений  получения  удобрений  и  химических  мелиорантов  на  основе  некондиционных 

руд, а также отходов фосфорного производства. 

Одним  из  перспективных  направлений  решения  этой  проблемы  является  создание 

новых  ресурсосберегающих  технологий  получения  кальций  содержащих  мелиорантов  с 

удобрительными  свойствами  из  техногенного  сырья  РК.  Разработка  таких  технологий 

затрагивает  интересы,  как  современной  химической  промышленности,  так  и  охраны 

окружающей среды. 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

203 

 

Еще  одно  преимущество  использования  мелиорантов  на  основе  гипсового  теста 

является  его  влияние  на  засоленность  почв.  Одноразовое  внесение  гипса  в  солонцы 

корковые  мало  и  много  натриевые  способствует  длительному,  устойчивому  и 

постепенному  уменьшению  содержания  натрия  в  почвенном  поглощающем  комплексе  и 

увеличению плодородия этих почв. 

Проблема утилизации огромных количеств накапливающихся из года в год отходов 

химической  промышленности  по-прежнему  остается  весьма  острой  и  требует  своего 

решения.  В  первую  очередь  –  это  огромные  количества  промышленных  сточных  вод, 

образующиеся  при  производстве  фосфорных  удобрений,  аммофоса,  а  также  маточные 

растворы,  накапливающиеся  или  уже  накопленные,  при  переработке  отечественного 

борного сырья. 

В настоящее время одной из важнейших проблем охраны окружающей среды 

является глубокая и комплекcная переработка минерального сырья. Особенно актуальна 

эта проблема при переработке некондиционных руд и отходов производства, каковыми 

являются фосфогипс и полигалит. 

Фосфогипс  - многотонажный отход  производства фосфорных удобрений, состоит, 

главным образом, из гипса CaSO

4

 – 94-95%, не разложенного апатита Са

5

(РО

4

)

3

 – 1,77% и  

монокальцийфосфата - Са(Н

2

РО

4

)

2

 – 0,18%. 

 

Эксперимент 

Данные химического анализа фосфогипса на содержание основных компонентов 

приведены в таблице 1.  

 

Таблица 1 – Результаты анализа фосфогипса на содержание основных компонентов, 

масс.% 

 

Наименование 

пробы 

СаО 

SO

3 

Р

2

О

5

 

F 

W 

Нераств. 

остаток 

1 проба 

2 проба 

3 проба 

33,00 

48,20 

1,30 

0,15 

16,4 

0,80 

34,90 

47,70 

1,10 

0,10 

18,10 

0,90 

32,50 

48,00 

1,30 

0,14 

16,80 

0,80 

 

Полигалит   относится к некондиционным рудам, пока в достаточной мере, согласно 

существующим  технологиям  переработки  минерального  сырья,  использования  не  имеет.  

Анализ полигалита на содержание основных компонентов приведены в таблице 2. 

 

Таблица 2 – Химический состав полигалита, масс. % 

 

№пробы  СаО 

MgO 

SO

3

 

K

2

O 

Na

2

O 

Fe

2

O

3

 

Al

2

O

3

 

SiO

2 

I 

19,00 

7,20 

52,25 

13,00 

0,66 

0,30 

0,34 

1,5 

II 

18,30 

6,90 

52,00 

13,18 

0,70 

0,33 

0,28 

1,2 

III 

21,00 

7,40 

50,90 

12,90 

0,63 

0,29 

0,30 

1,0 

 

Как  видно  из  приведенных  данных  таблицы  1-  2,  как  в  фосфогипсе,  так  и  в 

полигалите  в  значительных  количествах  содержатся  столь  необходимые  для  улучшения 

качества  пахотных  земель  и  роста  растений  микроэлементы  –  кальций,  магний,  калий. 

Полигалитовая соль при тщательном измельчении может непосредственно использоваться 

на некоторых почвах в виде K – Mg - содержащего удобрения. 

Геоклиматические  особенности  центрально-азиатского  региона  таковы,  что  в 

Казахстане почти 1/3  всех пахотных почв относится к кислым типам или солонцам. Для 

восстановления  и  «лечения»  кислых  и  солонцовых  почв  необходимо  постоянное 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

204 

 

пополнение  запасов  кальция  в  пахотном  слое  почв.  Кроме  того,  кальцием  регулируется 

щелочно - кислотное равновесие в почвенном растворе и в самих растениях, улучшаются 

проницаемость  плазмы  и  другие  физиологические  и  химико  -  биологические  процессы. 

Однако  из-за  отсутствия  производства  кальцийсодержащих  мелиорантов  и  должного 

ухода  за  почвенными  запасами,  почвы  все  больше  и  больше  подвергаются  процессу 

опустынивания и процесс опустынивания принимает угрожающие размеры. 

Основной задачей при разработке комплексной переработки промышленных отходов 

и  некондиционных  руд  в  полноценный  химический  мелиорант  является  научно-

обоснованный  поиск  новых  экологически  безопасных  и  экономически  оправданных 

эллюентов,  которые  могли  регенерировать  фосфогипс  и  полигалит  в  эффективный 

мелиорант. 

Известно,  что  при  производстве  фосфорных  удобрений  -  двойного  и  простого 

суперфосфата,  сложных  –  смешанных  и  комплексных  удобрений,  экстракционной 

фосфорной  кислоты,  аммофоса  образуются  сточные  воды,  которые  также  требуют 

утилизации. 

Основная  идея  технического  осуществления  предлагаемого  способа  получения 

мелиоранта  заключается  в  том,  что  фосфогипс  и  полигалит  при  оптимальных  условиях 

обрабатываются  промышленными  фосфорсодержащими  сточными  водами.  При 

осуществлении  этой  технологии,  твердые  отходы  должны  проявлять  сорбционные 

свойства. 

При  протекании  селективной  сорбции тех или  иных  компонентов  из сточной  воды 

твердый компонент регенерируется в полноценный вторичный продукт. Это может быть 

технической солью или удобрением, в зависимости от того, каков состав эллюента. Кроме 

того,  состав,  получаемых  продуктов  можно  варьировать,  используя  различные 

микродобавки или же изменяя состав первоначально используемого сорбента.  

Были  проведены  серии  опытов  с  целью  выявления      сорбционных  параметров 

исследуемых  сорбентов,  состоящих  из  смеси  фосфогипса  (ФГ),  и  полигалита  (ПГ)  в 

зависимости от массы сорбента, рН раствора, концентрации Р

2

О

5

  в  исходном  растворе  и 

соотношения  твердой  и  жидкой  фаз  (Т:  Ж).  Укажем,  что  оптимальная  кислотность 

раствора создавалась путем введения в анализируемый раствор едкого натра.  

 

Результаты и обсуждения 

 

Проведенные  исследования  показали,  что  оптимальным  соотношением  фосфогипс: 

полигалит для получения многоплановых мелиорантов с хорошими физико-химическими 

и удобрительными характеристиками является соотношение фосфогипс: полигалит равное 

1:1. При таком составе смеси сорбентов в полученных продуктах создается оптимальное 

соотношение  фосфора  к  магнию  и  калию,  т.е.  синтезируется  продукт  с  высокими 

агрохимическими характеристиками.  

Кинетические  кривые  сорбции  фосфат-ионов  на  сорбентах  полигалит  и  смесь 

фосфогипс:  полигалит  приведены  на  рисунке1.  Как  видно,  из  данных  рисунка1,  смесь 

фосфогипс:  полигалит  проявляет  лучшую  сорбционную  активность,  по  сравнению  с 

чистым полигалитом. 

Влияние  изменения  рН  раствора  в  сточной  воде  на  состав  мелиорантов  при 

использовании в качестве сорбента смеси ФГ: ПГ, приведены на рисунке 2. Как видно из 

данных  рисунка  2,  содержание  СаО  с  ростом  рН  раствора  значительно  возрастает,  для 

МgО,  наблюдается  тенденция  к  уменьшению,  для  содержания  К

2

О  в  твёрдой  фазе 

изменение рН существенного влияния не оказывает. 

 

ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ

 

 

205 

 

 

1 - полигалит; 2 - смесь фосфогипс: полигалит 

 

Рисунок 1 – Кинетические кривые сорбции фосфат-ионов на сорбентах 

 

 

 

 

1 – СаО ; 2 – MgO ; 3 – K

2

O 

 

Рисунок 2 – Влияние изменения рН раствора на состав мелиоранта 

 

Отметим, 

что 

во 

всех 

опытах 

наблюдается 

очистка 

промышленных 

фосфорсодержащих  растворов  от  фосфат-ионов.  Наиболее  значительная  очистка 

протекает  из  растворов  с  низким  содержанием  Р

2

О

5

,  остаточное  содержание  Р

2

О

5

 

составляет  170-173  мг/дм

3

.  Степень  очистки  93,0-94,5%.  Из  промышленных 

концентрированных  растворов  с  высоким  содержанием  Р

2

О

5

,  к  примеру  40880  мг/дм

3

 

Р

2

О

5

,  степень  очистки  также  достаточно  высокое  и  составляет  94,7-97,6%,  остаточное 

содержание Р

2

О

5

 – 1200-1390 мг/дм

3

. Изменение концентрации фосфора в сточной воде на 

содержание в продукте СаО, K

2

O существенного влияния не оказывает.  

Проведено  физико  -  химическое  изучение  составов  твёрдых  фаз,  полученных  в 

системах фосфогипс: полигалит. В ИК-спектрах твёрдых фаз, полученных при обработке 

сорбента ФГ: ПГ фосфорсодержащими растворами по сравнению с ИК-спектрами чистого 

полигалита  наблюдается  явное  уменьшение  интенсивности  полос,  характерных  для 

сульфат-ионов и вместе с тем, наблюдается появление интенсивных полос в области 1150, 

1080, 1000 и 540 см

-1

, что является достаточном подтверждением наличия в твёрдой фазе 

СаНРО

4

.  Рентгенофазовый анализ синтезированных образцов показал, что твердые фазы 

имеют  кристаллическую  структуру  и  преимущественно  состоят  из  безводного  кислого 

жүктеу/скачать 31,15 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: