Термодинамические аспекты устойчивости соединений сурьмы и их влияние на процессы обогащения антимонита

Аннотация

Рассмотрены термодинамические аспекты устойчивости соединений сурьмы и их влияние на обогащение антимонита. Вследствие высокой токсичности соединений сурьмы и их промышленной значимости важно понимать их термодинамические свойства для разработки эффективных методов переработки руд. Исследование сосредоточено на анализе состояний соединений сурьмы при различных значениях Eh и pH раствора, что позволяет определить стабильные фазы, включая металлическую сурьму, три- и пентаоксид сурьмы. На основе термодинамических данных рассчитаны равновесные соотношения соединений сурьмы, выведены уравнения и построены диаграммы стабильности. Показано, что пентаоксид сурьмы формируется легче, чем тетраоксид, и требует меньшего окислительного потенциала. Дополнительно определены границы существования твердых и растворимых форм сурьмы, что важно для понимания ее поведения в различных химических средах. Результаты исследования имеют практическое значение для оптимизации процессов флотации антимонита: выбор реагентов и режимов обработки во многом определяется состоянием соединений сурьмы на поверхности минералов. Например, повышение pH и снижение окислительного потенциала могут увеличивать растворимость продуктов окисления, позволяя контролировать переработку руд. Кроме того, данные об устойчивости соединений сурьмы полезны для мониторинга и предотвращения их опасных выбросов в окружающую среду

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Холов Х.И., Самихов Ш.Р. Термодинамические аспекты устойчивости соединений сурьмы и их влияние на процессы обогащения антимонита. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2026, № 3 (126), с. 103--121. EDN: OPQUYB

Литература

[1] Мельников С.М., Розловский А.А., Шуклин А.М. Сурьма. М., Металлургия, 1977.

[2] Соложенкин П.М., Зинченко З.А., Глемботский В.А. Обогащение сурьмяных руд. М., Наука, 1985.

[3] Михеев Г.В., Богидаев С.А. Флотационные испытания нового комплексного реагента-собирателя оксидных форм сурьмы на пробе сурьмяной руды месторождения Жипхоша. Науки о Земле и недропользование, 2020, т. 43, № 1, с. 59--65. DOI: https://doi.org/10.21285/2686-9993-2020-43-1-59-65

[4] Самихов Ш.Р., Холов Х.И., Зинченко З.А. Технология обогащения руд нижних горизонтов Джижикрутского месторождения. Доклады НАНТ, 2017, т. 60, № 10, с. 533--538. EDN: UQFPRT

[5] Балтухаев Г.И., Соложенкин П.М. Обогащение золотосурьмяных руд республики Саха (Якутия). Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия, 2009, № 3, с. 12--17. EDN: KKOBLX

[6] Huang M., Li Z., Wang Q., et al. Antimony and gold substance flows analysis of pyrometallurgical process for antimony-gold concentrates. J. Clean. Prod., 2023, vol. 420, art. 138385. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.138385

[7] Асрян Н.А., Алиханян А.С., Нипам Г.Д. Термодинамическая стабильность оксидов сурьмы. Журнал физической химии, 2004, т. 78, № 1, с. 9--15. EDN: OPXVOR

[8] Соложенкин П.М., Алексеев А.Н. Инновационные технологии при обогащении и гидрометаллургии комплексных сурьмяных руд и концентратов. Ч. 1. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 2010, № 2, с. 109--116. EDN: MQQGNB

[9] Абрамов А.А. Теоретическое обоснование механизма и закономерностей действия катионных собирателей при флотации минералов. Закономерности действия катионных собирателей (часть II). Цветные металлы, 2007, № 6, с. 25--30. EDN: KUANDN

[10] Takeno N. Atlas of Eh--pH diagrams. Geological survey of Japan open file report no. 419. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2005.

[11] Huang H.H. The Eh--pH diagram and its advances. Metals, 2016, vol. 6, no. 1, art. 23. DOI: https://doi.org/10.3390/met6010023

[12] Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л., Витовская И.В. Растворы, минералы, равновесия. М., Мир, 1968.

[13] Довгань С.В., Арефьева О.Д., Макаренко Н.В. и др. Извлечение Sb(III) из водных растворов алюмосиликатами из отходов производства риса. Известия вузов. Химия и химическая технология, 2024, т. 67, № 4, с. 53--63. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20246704.6935

[14] Шабданова Э.А. Термодинамические параметры сурьмы и отдельных ее соединений. Наука и новые технологии, 2013, № 3, с. 110--117. EDN: WFJOXB

[15] Wange K., Wang Q.M., Chen Y.L., et al. Antimony and arsenic substance flow analysis in antimony pyrometallurgical process. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2023, vol. 33, no. 7, pp. 2216--2230. DOI: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(23)66254-5

[16] Кренев В.А., Дергачева Н.П., Фомичев C.В. Гидрометаллургические процессы извлечения сурьмы из руд и концентратов. Химическая технология, 2015, т. 16, № 5, с. 310--316. EDN: TTNIOL

[17] Dong Z.Q., Zhang R., Sun Y.X., et al. Sb recovery from an As pre-removed lead anode slime using a ZnS-Na₂CO₃ smelting reduction. J. Min. Metall. B, 2024, vol. 60, no. 2, pp. 177--189. DOI: https://doi.org/10.2298/JMMB231230017D

[18] Wang Q.M., Guo X.Y., Tian Q.H., et al. Thermodynamic modeling of antimony removal from complex resources in copper smelting process. Trans. Nonferrous Met. Soc. China, 2022, vol. 32, no. 12, pp. 4113--4128. DOI: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(22)66082-5

[19] Ungureanu G., Santos S., Boaventura R., et al. Arsenic and antimony in water and wastewater: overview of removal techniques with special reference to latest advances in adsorption. J. Environ. Manag., 2015, vol. 151, pp. 326--342. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.12.051

[20] Schlesinger M.E. Thermodynamic properties of solid binary antimonides. Chem. Rev., 2013, vol. 113, no. 10, pp. 8066--8092. DOI: https://doi.org/10.1021/cr400050e

[21] Madkour L.H. Thermodynamic behaviour of complex antimonite ore for electrodeposition of metal value. J. Chim. Phys., 1997, vol. 94, pp. 620--634. DOI: https://doi.org/10.1051/jcp/1997940620

[22] Volodin V., Nitsenko A., Trebukhov S., et al. Thermodynamics of formation and liquid--vapor phase transitions of antimony alloys with selenium and sulfur. Materials, 2023, vol. 17, no. 1, art. 125. DOI: https://doi.org/10.3390/ma17010125

[23] Besold J., Eberle A., Noel V., et al. Antimonite binding to natural organic matter: spectroscopic evidence from a mine water impacted peatland. Environ. Sci. Technol., 2019, vol. 53, no. 18, pp. 10792--10802. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03924

[24] Nishad P.A., Bhaskarapillai A. Antimony, a pollutant of emerging concern: a review on industrial sources and remediation technologies. Chemosphere, 2021, vol. 277, art. 130252. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.130252

[25] Холов Х., Курбон С., Джуракулов Ш. Флотационное обогащения руд нижних горизонтов Джижикрутского месторождения и результаты их анализа. Theoretical and Experimental Chemistry and Modern Problems of Chemical Technology, 2023, т. 1, № 1, с. 181--186.