Introduction: This paper represents the results of exploratory research on the production of ammonium-potassium sulfate salt and by-products. Information on the use of the results of fundamental research for the creation of new technological processes is provided. The increase in the range of products based on ammonium salts is a priority task for the industrial enterprise “KazAzot” JSC (Kazakhstan, Aktau). Another task is to expand the areas of application of products with derivatives based on ammonium hydrosulfate. Furthermore, combined fertilizers can be included in the list of products. The aim of the work is to scientifically substantiate physicochemical transformations in reaction mixtures, such as obtaining ammonium-potassium sulfate-fertilizer with three target components. Methods: The experimental work was conducted in a laboratory shaft electric furnace, with observations of changes in the reaction mass and determination of the pH of the gas phase. The produced products were subjected to an X-ray phase analysis on the diffractometer Miflex 600 (Japan) with CuKɑ. In addition, the physicochemical changes of reaction mixtures and synthesized salts were studied with the help of the derivatograph of the Q-1000/D system by “MOM” F. Paulik, J. Paulik, L. Erdey and LabSys Evo TG-DTA/DTG (Setaram, France), NETZSCH STA 443 F3 in the nitrogen atmosphere. The thermodynamic evaluation of the probability of reactions was obtained using the Astra-4 program complex HCS-5.1 Chemistry (Outokumpu). Results: It has been established that in the temperature range 157 - 260 °C at equal molar ratios of NH4HSO4÷KSO4 the condensed product of the reaction is a double salt ammonium-potassium sulfate (NH4KSO4) and its decomposition into constituent sulfates occurs above 260 °C with simultaneous pyrolysis of ammonium sulfate to complete formation of ammonium hydrosulfate and ammonia. At incomplete pyrolysis of ammonium sulfate in the cooled residue is present (NH4)3HS2O8, so salt formed from 2 ammonium sulfates: (NH4)2SO4∙NH4HSO4 and similarly, the product of incomplete decomposition of ammonium-potassium sulfate - NH4KSO4 is KHSO4∙K2SO4. Conclusion: An increase in the stoichiometric molar ratio in the system «NH4HSO4 ÷ KCl» leads to the formation of more complex hydrated salts and the basic salt of ammonium - ammonium sulfate, and, on the contrary, a decrease in the ratio - to a more basic compound of potassium sulfate.
4 November 2017 in Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools. Nonferrous Metallurgy)
Объектами исследования служили окисленная медная руда Жезказганского месторождения и техническая сера – отход нефтепромышленности. Для выявления возможности сульфидирования окисленных медных руд с серой изучена система «окисленная медная руда–сера». Ввиду истощения сульфидных медных минералов в производство вовлекается окисленная медная руда. Для повышения эффективности извлечения меди из данного вида сырья многие исследования направлены на проведение сульфидирования окисленных медных минералов. Немаловажно изучение процесса сульфидирования окисленных медных руд с технической серой – отходом нефтепромышленности. Термодинамическая оценка реакции сульфидирования оксидов металлов с использованием сероводорода, серы или других серосодержащих соединений вызывает интерес в плане подготовки металлургического сырья к обогащению. Применение технической серы одновременно решает проблемы нефтепромышленности. Система «окисленная медная руда–сера» была исследована с помощью термического и рентгенодифрактометрического анализов. Термический анализ выполнен на дериватографе Q-1000/D системы F. Paulik, J. Paulik и L. Erdey фирмы МОМ (Венгрия). В связи с особенностью свойств cеры (низкие температуры плавления и кипения), включенной в состав шихты (невысокая температура взаимодействия), прогревание ряда образцов ограничивалось пределами 20~650 °С. Режим нагревания – динамический, эталонное вещество – прокаленный Аl2O3, навеска образца – 100 мг. Установлено, что взаимодействие серы с окисленными минералами меди в условиях неизотермического нагрева реакционной смеси происходит в интервале температур 160–350 °С и реакция сульфидирования сопровождается выделением тепла и сернистого ангидрида. Результаты рентгенодифрактометрического анализа продуктов после термического взаимодействия подтверждают образование сульфида меди.
30 June 2025 in Science and Technology of Kazakhstan
Улавливание, хранение и получение товарных продуктов углекислого газа представляют собой чрезвычайно важную проблему для человечества в настоящее время. Ежегодно промышленные предприятия утилизируют около 40 млн. тонн выбросов углекислого газа. Из них большая часть газа приходится на долю предприятий по добыче и переработке природного газа. Остальная часть газа используется в производстве строительных материалов, удобрений, железа и его сплавов. Авторами статьи в результате проведения краткого анализа выявлены возникающие задачи при очистке промышленных газов от диоксида углерода и вывода его в виде товарной продукции. Отмечена необходимость расширения ассортимента получаемой продукции, техногенных отходов и природного сырья для использования в качестве хемосорбента для улавливания этого газа. Изучение улавливания диоксида углерода проводили в лабораторных условиях с использованием СО2 из баллона. В качестве исходного хемосорбента использовали реактивный карбонат бария. Готовили пульпу, распределив по двум склянкам Дрекселя. Из баллона в последовательно соединенные склянки подавали диоксид углерода, через ротаметр со скоростью 2мл/сек в течение определенного времени. По истечению времени пульпу фильтровали на лабораторном вакуум-фильтре, сушили и определяли массу нерастворенного осадка. По разнице исходного и остатка карбоната бария расчетным путем определяли его переход в раствор в виде бикарбоната. В статье дана информация о возможности развития такого направления с применением сырьевых источников на основе соединении бария. Ключевые слова: диоксид углерода, карбонат бария, хемосорбция, регенерация, аммиак, пульпа.
This article presents the results of developing a hydrometallurgical method for processing polymetallic sublimates containing arsenic, zinc, copper, and lead. Using sublimates from “BalkhashPolymetal” LLP (Kazakhstan) as an example, the optimal conditions for sulfuric acid leaching were determined as follows: t = 80–85 °C, H2SO4 = 25 g/dm3, τ = 60 min. Under these conditions, extraction of arsenic was 93%, zinc 80%, and copper 42% was achieved. Iron(II) hydroxide was used to remove arsenic from the solution, which made it possible to reduce the residual As content in the solution to 0.02 g/L and return approximately 97% of copper to the process cycle. Eh–pH analysis of the Fe–As–Cu–H2O system confirmed the thermodynamic stability of Fe(II/III) arsenates in the selected pH range 3–5. The obtained results can be used to develop safe and resource-saving technologies for processing technogenic raw materials.
The article presents studies on the possibility of using a heavy fraction of coke-chemical resin as a macrocomponent of cladding lubricant, its reducing properties for obtaining copper powder and protecting it from oxidation under the influence of temperature and oxygen in the air. All experiments were carried out using a thermal weighing unit consisting of a vertical tubular furnace, electronic scales. To obtain the kinetic characteristics of the pyrolysis of the resin of JSC "Shubarkulkomir", the dependencies of velocity on time at different temperatures were constructed. The values of the activation energy through the rate constant of the processes for different periods of removal of fractions are calculated. Based on these calculations, mathematical models of the removal of fractions of different periods at 200 and 257 °C. are obtained. To determine the temperature onset and the interval of complete reduction of copper oxide, curves of interaction of the charge components were obtained on a derivatograph (Model: Q-1500D; Manufactured by Paulik and Erdei, Hungary). At the rate of non-isothermal heating of the charge equal to 10 °/min, complete recovery of copper is achieved in the temperature range of 100-360 °C and within 26 min. Further, the resulting copper powder was tested as a composite material. Samples for testing composite powders based on a mixture of copper were made of 45 with a hardness of HRC 40-42. dimensions l x b x h = 10 x 10 x 10 mm. All samples had surfaces of class 8 roughness according to GOST 2789. The control bodies were rollers with d = 40 mm, 15 mm thick, made of 45 steel (GOST 1050) with a hardness of HRC 35-40. Based on the results obtained, it can be assumed that the finest copper films were obtained in the friction pair node, which contributed to a significant improvement in the basic tribotechnical parameters of the tested oil after the introduction of the developed antifriction composites into it.Results of this study have been obtained in laboratory of Branch “Zh. Abishev chemical-metallurgical institute” of RSE “National Center on complex processing of mineral raw materials of the Republic of Kazakhstan” of Ministry of industry and new technologies of the Republic of Kazakhstan within the framework of the scientific and technical project “Technology of producing the anti-friction composites with the high thermal and physical characteristics”.