Характеристика ресурсів фосфатної сировини України.

В Україні розвідано чотири родовища апатитовмісних порід та відкрито чотири фосфоритоносні райони (басейни): Донецький, Волино-Подільський, Унечський і Причорноморський. Дотепер з них детально обстежено і підготовлено до експлуатації родовища апатитових і фосфоритових порід з надійними запасами фосфатної сировини на рівні 100-120 млн. т Р₂О₅.

Основні родовища комплексних апатитових руд – це Новополтавське, Стремигородське, Торчинське та Носачівське. Найбільш перспективним є Стремигородське родовище комплексних апатито-ільменітових руд (Житомирська область, поблизу Ірш ГЗК - Іршанського гірничо-збагачуваного комбінату). До речі, у межах Українського гранітного щита розташовано й Іршанський гірничо-рудний район, де є низка попередньо оцінених (більше 10) апатитовмісних рудопроявів з сумарними ресурсами 258 млн. т Р₂О₅ (вміст Р₂О₅ в руді - від 3 до 10% Р₂О₅): Федорівське, Видоборське, Давидківське, Паромівське, Кропивенське та ін.

Значні перспективи України з забезпеченням фосфатною сировиною пов’язані з фосфатами, великі запаси яких останніми роками виявлені в Північно-Західному краї, середньому Придністров’ї, Причорномор’ї, Дніпровсько-Донецькому регіоні. Взагалі, кількість родовищ фосфоритів в Україні (у тому числі, невеликих) близько 360.

За морфологічними формами українські фосфорити підрозділяються на жовнові, зернисті і фосфорити змішаного типу.

Жовнові українські фосфорити (окремі конкреції – жовна – розміром від 1-2 до 10-15 см, включені в пісок, глину, крейду і нерівномірно розподілені в пустій породі) з потужністю шарів у 0,25-0,75 м) представлені Ратнівським родовищем на Волині, глибокозалягаючим Кролевецьким родовищем з запасом 293 млн. т Р₂О₅ і Середино-Будською площею у Сумській області, перспективними формаціями в Канівському Придніпров’ї і Середньому Придністров’ї (ресурси названих плям перевищують 100 млн.т Р₂О₅).

До фосфоритоносних районів промислового значення належать також Ізюмсько-Донбаський район, розташований на Лівобережжі України. Він складається з Кременецького, Криволуцького, Лисичанського, Мало-Камишевахського, Слав’яно-Бахмутського і Сеничено-Яремівського родовищ жовнових фосфоритів.

Південно-західна ділянка Осиківського родовища (запаси породи – 28,4 млн. т; 1,41 млн. т Р₂О₅) характеризуються трохи більш багатими фосфоритами (5,98% Р₂О₅). З них покращенням методу збагачення (застосовано ще й метод електричної сепарації) вдається отримати концентрат з масовою часткою 28% Р₂О₅ (вилучення концентрату з вихідної сировини – 50%).

Основні поклади зернистих фосфоритів знаходяться в Північно-Західному регіоні: Маневицько-Клеванська і Здолбунівсько-Тернопільська площі, загальні ресурси яких оцінюються в 1025 млн. т Р₂О₅. До того ж, у Здолбунівській і Хмельницькій ділянках неглибоко залягають (10-30 м) 6 покладів, що є сприятливим для відкритого видобутку. Зокрема, Здолбунівське родовище глауконіт-фосфоритових порід (розташоване за 25 км на південний схід від м. Рівне) з прогрозними ресурсами «руди» у 122,7 млн. т (7,1 млн. т Р₂О₅) придатне для промислового освоєння з виробництвом первинного концентрату з 16,2% Р₂О₅.

ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 21______

1. Використання відходів хімічної промисловості у протикорозійному захисті

Попередніми дослідженнями встанов­лено, що перспективними у протикорозійному захисті є такі відходи хімічних виробництв: Рів­ненського ДХП «Азот» — масло ПОД (МП), Чернігівського ВО «Хімволокно» — кубовий від­хід першої дистиляції цеху регенерації ε-капро­лактаму (К) та Запорізького КХЗ — кам'яно­вугільна смола (КВС). Наприклад, модифікація епоксидних олігомерів відходом КВС забезпе­чує 50%-ву економію дорогої сировини та у 2,1-2,2 рази підвищує ефективність захисту сталі 20 у розчині 0,1М НСІ.

Дослідження можливості створення синер­гічних протикорозійних композицій на основі відходів К, МП, КВС для кислих середовищ без використання синтетичних добавок показали, що таким чином можна отримати інгібувальні композиції з захисним ефектом 93,8-96,5%. Це високий ступінь захисту, деякі інгібітори, що застосовуються в промисловості, мають ниж­чу протикорозійну активність, але згідно з кла­сифікацією, що запропонована О.С. Афанасьєвим для оцінки ефективності дії інгібіторів у кислих середовищах, такий ступінь захисту від­повідає 6-7 балам і вважається задовільним. Продовження досліджень в напрямку вивчен­ня протикорозійної активності відходів К, МП, КВС показало, що доцільною є розробка ком­позицій на основі цих відходів з використанням цілеспрямовано підібраних синтетичних доба­вок у кількості 5-10 мас. % з метою отримання ефективних інгібіторів кислотної корозії за ра­хунок синергізму дії компонентів композиції.

Досліджували протикорозійну активність композицій (KM) на основі відходів К, МП, КВС з використанням синтетичної добавки — по­хідного броміду імідазо азепінію (БІА).

Основні складові відходів за даними підприємства, мас. %:

МП: олігомери циклогексанону — 33-61, дициклогексилдіанон — 12-24, циклогекса-нол — 3-10, циклогексанон — 1-2, фенол — 0,5-1, леткі компоненти — залишок; К: є-капролактам — 3-35, нерозчинні оліго-мери — 33,8, розчинні олігомери — 16,9, неорганічні сполуки — 2,4, лужні продукти — ДО 5; КВС: нафталін — 8,0, сірка — 0,15, речо­вини нерозчинні у толуолі — 7,5, речови­ни нерозчинні у хіноліні — 3,0, вода — 4,0. Зольність КВС — 0,15%. БІА (синтезований за відомою ме­тодикою. Склад та будова БІА доведені на основі спектрів ПМР (WP — 200, 200 МГц). Да­ні елементного аналізу відповідали розрахун­ковим.

Досліджували такі композиції: 1 — МП+БІА (9:1); 2 — МП+БІА (19:1);

3 — КВС+БІА (19:1); 4 — К+БІА (19:1); 5 — К+КВС+БІА (4,5:4,5:1).

Корозійно-електрохімічні випробування про­тикорозійної активності зазначених композицій проведені із застосуванням стандартних елек­трохімічного (П-5827М) та масометричного мето­дів на сталі 20. Корозійне середовище — водний розчин НСІ (рН=0), температура — 293К. Концентрація композицій у розчині — 1 г/дм³. За поляризаційними кривими обчислювали ко­ефіцієнт гальмування електрохімічної корозії γ_с, поляризаційний опір R_п Значення швидкості розчинення сталі за умови φ_к= 0,4 - 0,7В використані для розрахунку коефіцієнта катодно-інгібіторного захисту β_е. Коефіцієнт синер­гізму γ_син композицій обчислювали за да­ними масометричних досліджень, використову­ючи схему адитивної дії компонентів компози­ції, запропоновану в роботах Ю.В. Федорова. Ступінь захистуZ, % розраховували за даними, отриманими електрохімічним методом. Ма­лоймовірні дані відкидали з врахуванням Q-критерію. Стандартна похибка за умови кількос­ті вимірів п = 6 з імовірністю 0,95 становила ±5...10%.

Введення 5 %(мас) синте­тичної добавки БІА до відходу КВС підвищує гальмування електрохімічної корозії в 1,4 рази, а до відходу МП — у 4,8 разів у порівнянні з ефективністю цих відходів без добавки БІА. Максимальну протикорозійну ефек­тивність серед досліджених KM в 1М НСІ має композиція на основі МП з добавкою 10 мас. % БІА: захисна дія підвищується в порівнянні з МП по γ_с в 11,5, по β_е — в 36, по R_n— в 11,8 рази, Z — на 9,1%. Розроблені композиції ефективніші ніж їх окремі компоненти. Так, згідно з поляризаційними вимірами розглянуті композиції більше гальмують катодні і анодні реакції корозії сталі в порівнянні з окремими їх складовими (відходами МП, КВС), зміщуючи стаціонарний потенціал корозії в позитивну область. Це пов'язано з властивістю KM за­безпечувати високі ступені заповнення по­верхні металу γ_син для найбільш ефективної KM- МП+БІА (9:1) складає 3,1.

Синергізм дії, що спостерігається під час введення БІА до відходів К, МП, КВС може бути пояснено взає­модією функціональних груп негативної поляр­ності у складі відходів (наприклад, кетогруп олігомерів циклогексанону тощо) з катіоноак­тивними молекулами БІА. Відбувається зміна взаємовідштовхування між однойменне заряд­женими функціональними групами в процесі адсорбції відходу без добавки БІА на взаємо-тяжіння між цими функціональними групами та катіонами БІА під час адсорбції KM.

Вивчення залежності ефективності компо­зицій від концентрації їх компонентів на при­кладі МП+БІА показало, що за постійної тем­ператури та інших однакових умов захисна дія композиції підвищується з підвищенням мас. % БІА у суміші практично без зміни положення максимуму синергізму. Максимальний захис­ний ефект для композиції МП+БІА спостеріга­ється за умови вмісту БІА 50 мас. % (Z=99,5%).

Таким чином, розробка композицій для інгібірування кислотної корозії сталі на основі відходів хімічної промисловості з використан­ням 5-10 мас. % синтетичних добавок дає змогу за рахунок ефекту синергізму отримати інгі­бітори корозії, які за ступенем захисту відпові­дають вимогам ОСТ 9.505-86 та забезпечують економію коштів і матеріальних ресурсів. Тому надалі доцільно проводити дослідження в напрямку розробки інгібірувальних композицій, ви­користовуючи регіональні відходи хімічної про­мисловості та доступні і дешеві синтетичні добавки, з метою отримання недорогих та ефективних (за рахунок ефекту синергізму) інгібіторів.