Бидний тухай
Багш ажилтан
Электрон тоног төхөөрөмжийн хог хаягдлыг зориулалтын бус газар хаявал байгалийн хүчин зүйлийн нөлөөнд химийн хувиралд орох, удаан хугацааны туршид байгаль орчныг бохирдуулагч болж хүн болон амьтны эрүүл мэндэд сөрөг нөлөө үзүүлсээр байдаг. Үүнээс гадна электроникийн тоног төхөөрөмжийн үйлдвэрлэл, хэрэглээ ихсэх тусам үнэт, өнгөт металлын хомсдол үүсэж байгалийн нөөцийн дутагдалд орж эрэлт хэрэгцээ нь улам өссөөр байна. Иймээс электроникийн хог хаягдлыг үнэт, өнгөт металл гарган авах хоёрдогч түүхий эд гэж үзэн дахин боловсруулалтад оруулснаар байгаль орчны бохирдол, доройтлыг бууруулах, нэмүү өртөг шингэсэн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэж, зах зээлийн эргэлтэд оруулан эдийн засгийн үр өгөөжийг дээшлүүлэх боломжтой юм. Хэвлэмэл хавтангийн хог хаягдалд үнэт, өнгөт металлын төлөөлөл болох зэс хамгийн их хэмжээтэй буюу нийт жингийн 10-27%-ийг бүрдүүлдэг. Ийм учраас энэ судалгаагаар зөөврийн компьютерын хэвлэмэл хавтанг түүхий эд болгон ашиглаж цэвэр зэсийг цахилгаан химийн аргаар ялгах судалгааг гүйцэтгэлээ. Уусгалт явуулахдаа 0.10 М концентрацтай хүхрийн хүчлийн уусмалд уусгасан 0.05 М төмрийн сульфатын уусмалд хатуу шингэний харьцаа 1:10, хутгалтын хурд 300 эрг мин-1, pH=0.60 орчинд тасалгааны температурт 24 цагийн турш уусгалт явуулсан болно. Зэсийн уусалт нь 24 цагийн дараа хамгийн их буюу 71.2% байв. Уусгалт явуулсны дараах уусмалд зэсээс гадна цайр, төмөр болон никелийн ионууд агуулагдаж байв. Ийм учраас электролизоор зэсийг тунадасжуулахын тулд саад бологч дээрх металлын нөлөөг багасгах зорилгоор 3 шаттай дараалсан экстракцийг явуулж, зөвхөн зэсийн ион агуулсан уусмалыг гарган авав. Гарган авсан 0.34% агуулгатай зэсийн ион агуулсан уусмалыг тасалгааны температур, 1.30 А см-2 гүйдлийн нягт, pH=0.6 орчинд 150 минутын турш аргон хий тасралтгүй нэвтрүүлэх замаар электролиз явуулав. Катодоор металл зэс, анодоор платиныг тус тус авав. Электролизийн дараа уусмал дахь зэсийн 88.4%-ийг катод дээр тунадасжуулсан. Гарган авсан нунтаг зэс нь 99.7% цэвэршлийн зэрэгтэй байв. Энэ нь анхны хэвлэмэл хавтан дахь зэсийн 40.9%-тай тэнцүү юм. Металл зэсийг рентген туяаны диффракц, петрографийн шинжилгээний аргаар баталгаажуулав. Ийнхүү зөөврийн компьютерын хэвлэмэл хавтангаас зэсийг байгаль орчны бохирдуулалт багатай төмөр (III)-ийн сульфатын уусмалаар боловсруулж, уусмал хэлбэрт шилжүүлсний дараа электролизоор нунтаг металл зэсийг цэвэршилт өндөртэй тунадасжуулах боломжтой байна.
The formation of a passive layer during the hydrometallurgical leaching of copper from chalcopyrite leads to a relatively low copper recovery owing to the halting of the leaching efficiency. Thus, the copper recovery during chalcopyrite leaching needs to be promoted and the formation of passive layers on the mineral surface must be reduced. Organic solvents and surfactants are used to thin the passive layer, improve electron transfer through the passive layer using electrical conductors, and improve leaching through the galvanic effect. Recent research that combined the galvanic effect and enhancement of the electrical conductivity of passive layers has been intensively discussed. Therefore, in this study, we determine the effect of carbon black on the leaching mechanism of chalcopyrite in the presence of manganese dioxide and pyrite. Chalcopyrite leaching is performed using a 1 M sulfuric acid solution under ambient conditions. Inductively coupled plasma-optical emission spectrometry is used to measure the mass concentrations of the copper and iron ions, and an X-ray diffraction pattern of the solid residue after leaching is obtained. Moreover, a cyclic voltammogram is obtained by measuring the current at the working electrode, which is prepared using pure chalcopyrite and pyrite, to reveal the role of carbon black in the leaching process. The copper recovery of our CuFeS2+FeS2+MnO2+C system (91.6%) is significantly higher than that of a CuFeS2+FeS2 system (1.0%) after 1 M sulfuric acid leaching owing to the galvanic effect. In addition, the results indicate that the electron transfer reaction associated with chalcopyrite, chalcocite, pyrite, and elemental sulfur occurs, which leads to the continuous leaching of chalcopyrite into copper minerals, including chalcopyrite and covellite. When chalcopyrite is leached in sulfuric acid with manganese dioxide, the passive layers are activated by the influence of carbon black. Carbon black served as the active site for the reaction, enhancing the effect of charge carriers and facilitating additional oxidation half-reactions. This ultimately led to improved chalcopyrite leaching and a continuous increase in copper recovery.
n recent years, the problem of the complete use of resources is critical because the demand for rare earth elements has increased due to the limited amount of non-renewable resources. Therefore, this research aimed to determine the possibility of increasing metal recovery by sequentially leaching rare earth elements by acid and bacteria of synchysite-bearing ore. We selected the ore of rare earth elements from the Lugiin gol deposit for the leaching and prepared it by grinding it to a 1-5 mm particle size. The X-ray diffraction, petrographic, and minerographic analysis determined that the Lugiin gol deposit consisted of carbonatite rock containing pyrite and synchysite minerals. The rare earth ore was leached in 1.0 M H2SO4for 6 weeks. After that, the bioleaching was carried out with a solid residue of acidic leaching after 42 days with thio-bacteria. The content of La, Ce, Pr,Nd, and Sm in the leachate was determined by the inductively coupled optical emission spectrometry. The metal recovery by acid leaching was 64-88% and as a result of bioleaching, the metal recovery increased by 10-15%.Furthermore, the total metal recovery reached 74.4-98.1% for La, Ce, Pr, Nd, and Sm. Consequently, under ambient conditions, thebioleaching following the acid leaching of the sample increased the rare earth metal recovery. Hence, it was possible to concentrate metal from ore with higher efficiency at mild conditions (1.0 M sulfuric acid, solid-to-liquid ratio of 1:6, room temperature and pressure).
Сүүлийн жилүүдэд стратегийн чухал ач холбогдолтой түүхий эдийн нэг болох газрын ховор элементийн эрэлт нэмэгдэж байгаа хэдий ч тэдгээрийн анхдагч, үл нөхөн сэргээгдэх байгалийн баялагийн нөөц хязгаарлагдмал учраас нэгэнт илрүүлсэн нөөцийг бүрэн ашиглах асуудал чухлаар тавигдаж байна. Ийм учраас газрын ховор элементийг өндөр металл авалттай, үр ашигтай, энергийн зарцуулалт багатай, байгаль орчинд ээлтэй аргаар уусган баяжуулах арга, технологийг оновчтой сонгон хэрэглэх шаардлага суддлаачдын өмнө тулгарч байна. Үүний нэг бол металлыг сонгомлоор уусгах, бага, сарнимал агуулгатай ядуу хүдрийг уусган баяжуулахад тохиромжтой, эдийн засгийн хэмнэлттэй арга болох биоуусгалт буюу био баяжуулалтын арга юм. Энэхүү судалгааны ажлаар зэс молибдены хүдрийн баяжуулалтын дараах хаягдал дахь газрын ховор элтементийг биологийн, химийн аргаар уусган баяжуулах боломжийг харьцуулан судаллаа. Зэс молибдены хүдрийн баяжуулалтын дараах хаягдал нь Си 852.1 мг/кг, Мо 37.17 мг/кг, Lа 21.20 мг/кг, Се 16.98 мг/кг, Nd 11.58 мг/кг, Рг 2.91 мг/кг агуулж байгааг химийн анализаар, халькозин, молибденит, халькантит, сейдит зэрэг эрдсүүд байгааг ретген диффракцийн шинжилгээгээр тодорхойллоо. Биоуусгалтыг тионы төрлийн болон газрын ховор элементийг уусгах чадвартай холимог бактерийн дөрвөн ялгаатай өсгөвөр хэрэглэн 35°С температурт хатуу шингэний харьцаа 1:6 үед 28 хоногийн турш явуулж, уусгалтын явцыг уусмалд шилжсэн газрын ховор элемент, зэс, молибдены агуулга, уусмалын рН, исэлдэх-ангижрах потенциалыг хэмжих замаар хянасан. Хүчлийн уусгалтад 1 М концентрацитай хүхрийн хүчлийг хэрэглэсэн. Уусмалын рН болон исэлдэх ангижрах потенциал нь уусгалтын явцад харьцангуй тогтмол буюу 1.0- 1.7, 373-395 мВ, харин хүчлийн уусгалтын хурд биоуусгалттай харьцуулахад 2.0-2.5 дахин их байсан. Түүнчлэн хаягдалд агуулагдаж байгаа зэс нь уусгалтын бусад системтэй харьцуулахад тионы бактерийн холимог өсгөвөртэй системд илүү уусаж байв. Баяжуулалтын дараах хаягдлын хүчлийн уусгалтаар Lа, Се, Рг, Nd, биоуусгалтаар Lа. Се, Nd зэрэг металлын уусгалтын хувь харьцангуй их байв. Хүчлийн болон биоуусгалтын хурдыг холимог болон химийн урвалын кинетик загвараар харьцуулан судлахад уусгалт нь диффузийн процессын холимог загвараар явагдаж байлаа.
Researchers are interested in the treatment of the ores at a low cost because the industrial cost is high due to the origin of rare earth elements (REE), sparse occurrence, and low content. The demand for raw materials, especially REE, is significantly increasing due to the rapid development of technology. The REE, which includes lanthanoids, Sc, and Y, has different technology applications. The demand for REE oxides will reach 210,000 tons in 2025 because of the annual 5-8.6% increment. REE ore can be processed by chemical, biological, and physical-chemical (electrochemical) treatments. The kinetic modeling of these processes becomes the primary situation to consider economic efficiency and to control kinetically. Herein, this study aims to evaluate the kinetic modeling and mechanism of acid leaching of REE from the Lugiin gol deposit. The elemental composition and mineralization behavior of the solid residue was investigated by ICP-MS and XRD, respectively, before and after the acid leaching. Lanthanum, cerium, and neodymium were associated with calcium in the form of synchysite in the Lugiin gol deposit. Initially, the ore contained 1.46% of La, 2.11% of Ce, 0.18% of Pr, and 0.52% of Nd, where the percentage of total oxide was 5.24% (mass) of TR2O3. The recovery of the lanthanum, cerium, praseodymium, and neodymium was 80.17%, and 77.5%, 7.81%, and 27.8% respectively, where the optimal condition was 0.25 mm in size, 1 M of sulfuric acid, and 48 hours. As well as, the mixed control and internal diffusion control models were applied and fitted to the acid-leaching processes. A shrinking-core kinetic model was fitted to the leaching kinetics of lanthanum. It reveals that the diffusion stage is the rate-determining stage of overall acid leaching. The activation energy is 29.3 kJ mol-1, which is aligned with the diffusion-controlled process.
The continuous generation of waste electrical and electronic equipment which has hazardous content causes serious environmental problems. However, there are important components which contain large amounts of nonferrous metals and precious metals in most electronic equipment. Therefore, considering e-waste as a secondary raw material for the extraction of precious and nonferrous metals, it is possible to improve the economic benefits of the extraction while reducing environmental pollution. The aim of this study is the electrochemical separation of copper by using printed circuit boards of laptops as raw materials. Copper, which is a representative of precious and nonferrous metals, accounts for 28.41 percent of the total weight of printed circuit board waste in this study. In order to leach the copper from the circuit board, the powder of waste was washed with 0.05M ferric sulfate dissolved in 0.1M sulfuric acid (pH=0.6-1.2) by mixing at 300 rpm for a specific time at a 1:10 ratio of solid to liquid. Recovery of copper increased to the highest 71.15 percent at 24 hours when the leaching was carried out for 48 hours. After the washing was conducted, a pregnant solution contained not only copper but also zinc, iron, and nickel. Thus, the pregnant solution was purified due to reducing the influence of other elements that would interfere with the extraction of copper by electrolysis. The electrolysis experiment was conducted at 1.35 Acm-2 of current density, and pH=0.6-1.2 for 150 minutes by using a copper cathode. After the electrolysis, 88.36 percent of the total copper was extracted with 98.06 percent purification. The leaching of precious and nonferrous metals from laptop printed circuit boards was carried out using environmentally friendly, nonpolluting ferric sulfate, and electrolysis was used to extract metallic copper in the form of high purity powder.
Эдийн засгийн үсрэнгүй хөгжилтэй зэрэгцэн өндөр техник технологид хэрэглэдэг түүхий эд, ялангуяа ховор элементийн хэрэглээ хурдацтай өсөж байна. Ховор элементийн геологийн үүсэл, тархацын сарнимал байдалтай холбоотой олборлолт, уулын ажлын зардал ихтэй тул хүдрийн биет дээр нь боловсруулалт явуулах сонирхол нэмэгдэж байна. Үүний нэг нь хүдрийн биоуусалтын технологи юм. Биоуусалт явуулахад тухайн бүс нутгийнхаа уур амьсгалд зохицсон микроорганизм сонгох явдал чухал байдаг. Ялангуяа, Монгол орны хувьд эрс тэс, хуурай уур амьсгалтай, хоногийн болон улирлын температурын хэлбэлзэл ихтэй нөхцөлд микроорганизмын нутгийн омгийг биоуусалтад хэрэглэх хэрэгтэй. Иймд бид Лугийн голын ховор элементийн хүдрийн уусалтад нутгийн омог Thiobacillus ferrooxidans-ыг хэрэглэх боломжийг судаллаа. Судалгаанд уусалтын явц дахь исэлдэх-ангижрах потенциал, рН-ыг потенциометрийн аргаар хугацаанаас хамааруулан хэмжиж, эх дээж болон хатуу үлдэгдлийн эрдэсжилтийн өөрчлөлтийг X-туяаны диффракцийн аргаар, ууссан элементийн агуулгыг индукцийн холбоост плазмын спектроскопийн аргаар тус тус тодорхойллоо. Судалгааны дүнгээс харахад Thiobacillus ferrooxidans нь ховор элементийн уусалтад биологийн идэвхтэй болох нь хүчлийн уусалттай харьцуулсан үр дүнгээр тогтоогдлоо. Хамгийн их агуулгатай лантан, цери, ниодим нь кальциттай хам ургалттай бастнезитын хэлбэрээр оршиж байгааг уусалтын дараах баян уусмалын найрлага болон X-туяаны диффракцийн шинжилгээний дүнгээр тогтоолоо. Биоуусалтын үр дүнд уусмалд микроорганизмын дасан зохицолт болон идэвхжилт явагдаж байгааг уусалтын үеийн рН болон исэлдэх-ангижрах потенциалын өөрчлөлт харуулж байна. Биоуусалтын дүнд 14 хоногийн дараа лантан, цери, ниодим, самари, иттри зэрэг элементүүд 58.6-82.3% уусаж байна. Микроорганизм нь газрын ховор элементийн уусалтад идэвхтэй байгаа тул цаашид нарийвчилсан судалгааг хийх шаардлагатай.
Microencapsulation technology has been used in a variety of fields including materials such as buildings, walls, industrial, medicine, and cosmetics. One of the most active research on microencapsulation is microstructure formation. Important properties of microcapsules such as releasing rate of active agent are depending on their microstructure. Same as the strength of bridges, skyscrapers, and buildings is characterized by their geometry, and the strength of microcapsules is also influenced by their microstructure. The effect of trioctylamine on the morphology of polystyrene microcapsules was investigated. The influence of trioctylamine was on both the inner and outer morphology of microcapsules. On outer morphology, two types which are smooth and crown were observed. Three types of inner morphology of microcapsules were classified. The inner morphologies are evenly spaced, clustered, and randomly spaced. The morphologies of the crown and evenly spaced were small in size.
МУИС -д Химийн салбар үүссэн цагаас эхлэн физик химийн чиглэлээр судалгаа шавь сургалтын хүрээнээс судалгааны баг үүсэх хүртэл цар хүрээ нь өргөжин тэлсээр иржээ. Тухайлбал, тус тэнхимд 2000 онд “Өнгөт, үнэт металл, ховор элементийн химийн судалгаа”-ны баг, 2001 онд “Эрдэс түүхий эдийн биогеотехнологи, экологийн хавсарсан судалгаа“-ны баг, 2013 оноос “Физик химийн судалгаа”-ны бие даасан баг зэргээр химийн тодорхой чиглэлээр мэргэшин судалгаа явуулдаг судлаачдын нэгдсэн үйл ажиллагаа албан ёсоор эхэлсэн байна. Физик химийн чиглэлээр судалгаа хийдэг багш-судлаачид дотоод гадаадын их дээд сургууль, судалгааны хүрээлэнгүүдтэй хамтран онолын судалгааны зэрэгцээ физик химид суурилсан суурь болон хэрэглээний судалгааны ажил хийж, олон улсын болон дотоодын мэргэжлийн сэтгүүлд 250 гаруй өгүүлэл нийтлүүлэн 20 орчим патент, зохиогчийн эрх авч, 40 гаруй судалгааны төслийг амжилттай хэрэгжүүлээд байна. Химийн тэнхимийн багш-судлаачид физик химийн чиглэлээр 1960-аад оноос өнөөг хүртэл хийсэн хийсэн судалгааны ажлуудын тойм мэдээллийг электродын процесс-катализын судалгаа, гадаргуугийн үзэгдэл-коллоид химийн судалгаа, фазын тэнцвэрийн судалгаа, хүдэр, эрдсийг уусган баяжуулах физик химийн судалгаа гэсэн үндсэн сэдвүүдээр ангилан танилцуулж байна.
Most microcapsule preparation methods produce a population of microcapsules in a bulk solution. To control the micro- capsule preparation or obtain an optimal preparation condition, the mechanism of the microcapsule preparation should be investigated. The mechanism is estimated via structure reformation during the preparation process because diameter and wall thickness are drastically altered in the solution. Considering microcapsule applications, some important proper- ties, such as the mechanical properties of microcapsules and release rate of the encapsulated product, depend on the microcapsule structure. In this study, polystyrene microcapsules containing saline water droplets were prepared via the solvent evaporation method from a solid-in-oil-in-water (S/O/W) emulsion system. The microcapsules exhibited a specific structural distribution, which comprised monocore, multicore, and solidcore structures. The structural distribu- tion was altered by the preparation condition. The monocore structure was absolutely dominant owing to the increase in the amount of calcium chloride added in the organic phase. The salt concentration is not the sole controlling factor of the microcapsule structure, as the surfactant and dispersion exerted a significant impact on the microcapsule structure. The structural distribution was automatically analyzed by a machine learning algorithm (MLA). The decision-making time for the microcapsules preparation was shortened by the accelerated structure determination, and the accuracy was improved by increasing the number of counting particles.
Polystyrene microcapsules were prepared by using the solvent evaporation method from S/O/W emulsion which contains fine particles of CaCl2 in the organic phase. The microcapsules were fractionated by their size and permeability of the wall using settling difference in methanol. Further, phase change materials that have two different wet-ability characters were successfully impregnated. The hydrophobic compound was easily impregnated to microcapsules which have hydrophobic wall material. Meanwhile, the hydrophilic compound, which is salt hydrate, was not impregnated to the same microcapsules via direct impregnation but the salt hydrate was successfully impregnated by the volatile exchange impregnation method. Simple thermal properties of the prepared phase change material microcapsules were examined by TGA and DSC methods.
In order to apply microcapsules as a functional material of cement composites, such as self-healing and heat-transfer-controlling materials, the effect of the addition of microcapsules on the mechanical properties of cement mortar was investigated. Polystyrene microcapsules containing CaCl2 aqueous solution as a microencapsulation substance with monocore and multicore structures were successfully prepared from solid-in-oil-in-water (S/O/W) emulsion by the solvent evaporation method. The compressive strengths of the mortars with and without the microcapsules were measured at various curing times. The compressive strength of the mortar without microcapsules increased with curing time. The compressive strength of the mortar with the microcapsules was lower than that without microcapsules and increased with time. The decrease in the compressive strength increased with the amount of the microcapsules added in the mortar. The self-healing effect of cracked mortar by CaCl2, which would be supplied from the microcapsules due to outer mechanical force making cracks in the mortar and on the microcapsules was not clearly shown in this experiment. However, permeation and leakage of Cl− ion to the surrounding mortar from the microcapsules was observed by mapping analysis of SEM-EDX.
For the microcapsules preparation process, the mechanism is estimated by structure reformation during the preparation process since diameter and wall thickness drastically changed. Microstructures are recently studied by machine learning techniques. The Hough transformation algorithm is used by other researchers for the preparation of the microcapsules but it is difficult to determine the mechanism by using only a diameter change of the microcapsules. Therefore, one additional way to establish the mechanism is the analysis of the formation of the microcapsule structure. In this study, The Hough transformation algorithm was used for the image segmentation, the simple feature extractions were checked and the support vector machine and the k-nearest neighbors algorithm were used as classifiers in order to analyze the structure of the microcapsules which were prepared by solvent evaporation method from a solid in oil in water, S/O/W, emulsion system. The structural distribution was analyzed by the developed detection method. The microcapsules had a specific structural distribution which are monocore, multicore, and other aggregated structures. The structural distribution was changed by the preparation condition. The monocore structure was dominant by increasing in the amount of water soluble solid particles added in the organic phase.
монгол орны баруун бүсийн эрдэс түүхий эдийг ашиглан цеменкер тын клинкер гаргах кинетикийн судалгааны үр дүнгээр илтгэл хэлэлцүүлсэн
