1. АЖЛЫН ЕРӨНХИЙ ТАНИЛЦУУЛГА

Судалгааны ажлын үндэслэл: Цагаан алт нь XXI зууны дэлхийн стратегийн түүхий эд бөгөөд хамгийн үнэтэй ховор металл юм. Сүүлийн үеийн дэвшилтэт техник, нано технологийн гол материалд цагаан алт ба түүний бүлгийн (Pt, Rh, Pd, Ir, Os), мөн газрын ховор металлууд нэн шаардлагатай бөгөөд тэдгээрийг олборлох асуудал хүндрэлтэй байдаг. Цагаан алтыг зэсийн хүдрийн боловсруулалтын дараах хаягдал болон серпентины эрдсээс гарган авдаг.Манай оронд цагаан алтны илрэц газрууд байдаг ч шинжилгээний багажийн мэдрэх чадвар, технологийн арга дутагдалтайгаас ашиглаж чадахгүй байна. Гадаадад гаргаж буй экспортын бүтээгдэхүүнүүдэд, өндөр үнэтэй металлууд (алт, цагаан алт, рени, инди, уран, газрын ховор гэж нэрлэдэг 17 металл зэрэг), үнэгүй гарсаар олон арван жил боллоо. Энэ асуудлыг шийдэхэд аналитик судалгааны багажит шинжилгээний нарийвчлал өндөртэй арга зүй, технологийг боловсронгуй болгох шаардлагатай юм. Манай орны үндсэн түүхий эд болох зэс молибденын хүдэр, хаягдал, баяжмал дах бага агуулагатай(10-4-10-9%), сарнимал алт, мөнгө, цагаан алтыг тодорхойлох хялбар арга боловсруулах нь тэдгээр дэх дээрх металлуудын агуулгыг хянах, ялган авах эдийн засгийн чухал ач холбогдолтой. Орчин үед бусад орнуудад органик полимерт урвалжийг ашиглан уусмалын орчноос металл ионыг шингээж, бага агуулгатай (10-4-10-9%) бичил, ховор элементүүдийг хелат комплекс хэлбэрээр ялгах энгийн хялбар, хурдавчилсан өндөр нарийвчлалтай аргууд, дээрх судалгаанд өргөн хэрэглэгдэх боллоо. Өнөөдөр уул уурхайн ашиглалт хүчтэй хөгжиж байгаа Монгол орны хувьд,түүхий эдийн иж бүрэн судалгаа, шинжлэх ухаанд суурилсан орчин үеийн үндэсний дэвшилтэт технологи тулгамдсан асуудал болж байгаагийн зэрэгцээ, байгаль, хүрээлэн буй орчин, хүн амын эрүүл мэндийг хамгаалах, нөхөн сэргээх зэрэгт бидний ажил зайлшгүй холбогдох, ач холбогдолтой юм. Судалгааны ажлын зорилго: Байгалийн эрдэс чулуулаг ба уул уурхайн үйлдвэрийн хаягдал дах бага агуулагатай (10-4-10-9) үнэт, ховор металл цагаан алт ба алтыг органик полимерт урвалж /полистирол-азо-тиазандитион-2,4/(ПСТДТ)-аар баяжуулж, өндөр нарийвчлалтай тодорхойлох энгийн хялбар, бүтээмж сайтай шинэ арга боловсруулах юм.

Судалгааны ажлын зорилт:

1. Цагаан алт ба алтны аналитик судалгаанд зориулж, хелат үүсгэгч органик полимерт урвалжуудаас химийн ба аналитик чанараар нь сонгож, судалгаанд хэрэглэх,

2. Сонгосон органик полимерт урвалж ПСТДТ-ийн металлын ион(Pt ба Au)-той үйлчлэн хелат комплекс үүсгэх тохиромжтой нөхцөл(pHтох, температур, хугацаа, шингээлтийн багтаамж)-ийг тогтоох,

3. Урвалж ба судалж буй металл ион (Pt ба Au)ы хооронд хелат үүсэхэд саад болох элементүүдийг илрүүлж, тэдгээрийн саад болохгүй тоон харьцааг тогтоох,

4. Шингээлтийн механизмыг тогтоож, баталгаажуулах(pKNH, түрэгдсэн протон), 5. ПСТДТ ба түүний Pt ба Au тай хелат комплекс нэгдэл үүсгэсний дараах

молекул бүтцийг баталгаажуулах, 6. Хүдэр, эрдэс чулуулаг болон уул уурхайн үйлдвэрийн зарим хаягдалд

агуулагддаг бага агуулагатай Pt ба Au-ыг, металлын ионтой хелат үүсгэгч

1

органик полимерт урвалжаар шингээн баяжуулж, үндсэн хольц уусмалаас цэврээр ялгах тэрээр Pt ба Au-ны агуулгыг тогтоох багажит шинжилгээний арга(GAAS, ICP-OES)-ын нарийвчлалыг дээшлүүлэх шинэ арга боловсруулах

7. Боловсруулсан шинэ аргад туршилтын алдааны үнэлгээ хийж баталгаажуулах

Судалгааны ажлын онолын ач холбогдол

1. Туршилт судалгаагаар, уусмалын орчноос бага агуулагатай (10-4-10-9%) металл ионыг шингээж, түүний хелат үүсгэгч полимерт органик урвалж(ПСТДТ)-ийн үйлчлэлийн параметрүүд (pHтох, ШБ, , t°C)-ийг тогтоож, урвалж-металл ионы үйлчлэлээр үүсэх хелат комплекс нэгдлийн химийн холбоонд нөлөөлөх урвалж дах ФАБ –ийн иончлол ба түүнд пара байрлалд байх халагч атомуудын химийн чанар, уусмалын хүчил ба шүлтийн орчин зэрэг комплекс судалгаа хийж, баталгаажуулсан нь цаашид онолын үндэс болно.

2. Байгалийн эрдэс түүхий эдийн ба бусад төрөл бүрийн материал дах бага агуулагатай үнэт ховор сарнимал элементүүдийг шингээн баяжуулах, органик полимерт хелат үүсгэгч (тухайн элементтэй ) урвалжийг сонгон шингээлтийн аналитик параметрүүд ба шингээлтийн сонгомол нөхцлийг тогтоож, тухайн элементийг бусад хольцоос ялган салгах, түүний агуулгыг өндөр нарийвчлалтай тодорхойлох өвөрмөц аргыг боловсруулах боломжтой.Аливаа металлыг, төрөл бүрийн хольц элементээс салган шингээх урвалжийг тухайн металлын хими шинж чанар, электрон бүтцэд тохируулан шинээр нийлэгжүүлэх эсвэл бэлэн урвалжууд(хелат үүсгэгч полимер)-аас сонгох боломжийг бүрдүүлнэ.

3. ПСТДТ ба түүний алт шингээсний дараах хелат нэгдлийн молекул бүтцийг , квант химийн онолын тооцоогоор баталгаажуулсан энэхүү урвалжийн талаар мэдээллийн санг нэмнэ.

Практик ач холбогдол

Бага агуулагатай (ppb) цагаан алт болон алтыг химийн аргаар баяжуулан, тодорхойлох арга боловсруулсан нь цаашид цагаан алтыг илрүүлж, олборлох арга зүй, шинэ технологи боловсруулах ач холбогдолтой.

Энэхүү аргыг Эрдэнэт үйлдвэр болон цагаан алт, алтны илрэцтэй газруудын дээж дэх цагаан алт, алтыг тодорхойлоход хэрэглэх боломжтой.

Судалгааны ажлын шинэлэг болон дэвшилттэй тал

ПСТДТ-оор уусмалаас цагаан алт шингээх тохиромжтой нөхцлүүдийг тогтоов.

Цагаан алт ба алтыг шингээлтийн механизмыг тогтоож, баталгаажуулав. ПСТДТ ба түүний цагаан алт, алт шингээсний дараах хелат нэгдлийн

молекул бүтцийн төсөөлөл гаргаж, нил улаан туяаны спектр, квант химийн онолын тооцооны аргуудаар судалсан.

Эрдэс түүхий эдийн ба уул уурхайн үйлдвэрийн хаягдалд илрүүлж авч ашиглах боломжгүй ба өчүүхэн бага (10-4-10-9%) агуулагатай Pt ба Au -ыг органик полимерт урвалжаар шингээн баяжуулж, хелат нэгдэл үүсгэн цэврээр ялгах, багажит шинжилгээний аргуудаар өндөр нарийвчлалтай

2

тодорхойлох, энгийн хялбар, хурдан, бүтээмж өндөртэй шинэ арга боловсруулав

Энэхүү арга нь манай орны бусад лабораториудын цагаан алт тодорхойлох аргуудаас хямд, хялбар, энгийн ажиллагаатай, цаг хугацаа, бодис урвалж, цахилгаан зарцуулалтыг хэмнэсэн үр ашигтай, өндөр нарийвчлалтай, бүтээмж өндөр арга юм.

Цаашид дээрх аргуудад тулгуурлан, цагаан алтыг ялган авах технологийг боловсруулах боломжтой гэж үзэж байна.

Судалгааны ажлын агуулга

Нэгдүгээр бүлэгт: Цагаан алт ба алтны Монгол орон дах тархалт, физик, хими, аналитик шинж чанар, хэрэглээ болон органик полимерт урвалжийн шингээлтийн аналитик чанарын талаар танилцууллаа.Хоёрдугаар бүлэгт: Судалгааны дээж, материал, арга зүй, багаж төхөөрөмжийн талаар бичсэн болно.Гуравдугаар бүлэгт: Цагаан алт, алтыг шингээх сонгомол чанартай полимерт органик урвалжийг сонгон, түүнтэй харилцан үйлчлэх шингээлтийн тохиромжтой нөхцөл(pH, τ, TC, ШБ, СБМ), шингээлтийн механизм түүнийг баталгаажуулах туршилт(pH50, pKNH, n, n)ууд, ПСТДТ ба түүний Pt, Au шингээлтийн дараах хелат комплекс нэгдлийн молекул бүтцийг баталгаажуулах судалгаа(НУТ, ОТ, SEM EDS)-г, металлууд (Pt, Au)-ын стандарт уусмал дээр хийж, байгалийн эрдэс чулуулаг, үйлдвэрийн боловсруулсан дээж, хаягдалд цагаан алт тодорхойлох арга боловсруулсан үр дүнг тус, тус бичлээ.

Судалгааны ажлын үр дүнг хэвлэн нийтлүүлж, хэлэлцэгдсэн байдал

Судалгааны ажлын үр дүнг эрдэм шинжилгээний 11 бүтээлд нийтлүүлснээс олон улсын сэтгүүлд 3, дотоодын сэтгүүлд 8 өгүүлэл хэвлүүлж, Монгол улсын ашигтай загварын гэрчилгээ 2-ийг бүртгүүлсэн. Үүнээс гадна олон улсын 2, өөрийн орны эрдэм шинжилгээний хуралд 6 илтгэл хэлэлцүүлээд байгаа. Эдгээр бүтээлийг хавсралтаас үзэж болно.Нэг сэдэвт бүтээлийн бүтэц, хэмжээ. Энэхүү бүтээл нь 3 бүлэг, дүгнэлт, ном зүй, хавсралт гэсэн хэсэгтэй 32 хүснэгт, 36 зурагтай 145 хэвлэлийн материал ашиглан А4

цаасан дээр 110 хуудасанд багтаан бичлээ.

3

Pt, Au шингээх, аналитик судалгаа

ПСТДТ + Pt, Au

Баталгаажуулалт

Багажит шинжилгээ

Дээжийн задаргаа

Дээжийн судалгаа

Байгалийн дээжиндPt, Au тодорхойлох

Шингээлтийн судалгаа

Тохиромжтой нөхцөл тогтоох

pHТОХ

τ

TC

ШБ

Саад болох элемент

Шингээлтийн механизм

pKNH

Түрэгдсэн протон

НУТ

Онолын тооцоо

SEM-EDS

2. СУДАЛГААНЫ МАТЕРИАЛ, АРГА ЗҮЙ

Судалгааны ажлыг дараахь бүдүүвчийн дагуу гүйцэтгэлээ.

1-р зураг.Судалгааны ажлын ерөнхий бүдүүвч

Судалгааны материал. ПСТДТ (Astralabor, ОХУ) нь ус, хүчил, суурь, органик уусгагч болон спиртэнд уусдаггүй хүрэн улаан өнгөтэй, 0.25-1 мм болтол нунтаглагдсан бөгөөд функциональ аналитик бүлэгтээ орто байрлалтай имин ба тионы атом агуулдаг. ПСТДТ урвалжийг Ю.Г Розовский, анх 1982 онд синтезлэн гарган авчээ. Дээрх урвалж нь алт, мөнгө, мөнгөн ус шингээх сонгомол шинж чанартай полимерт органик урвалж юм. ПСТДТ-ийн молекул бүтцийг 2-р зургаар харууллаа.

2-р зураг. ПСТДТ –ийн молекул бүтэц

ПСТДТ урвалжийн бага агуулгатай цагаан алт, алтыг шингээх чанарын аналитик судалгааг стандарт уусмал(1 мг/мл, ACROS Organics)-ууд дээр хийсэн.

4

Судалгааны дээжүүдээ Монгол орны цагаан алтны илрэцтэй байж болох газруудаас дээж цуглуулж, дотоод, гадаадын лабораториудад дээжүүдийн найрлагын шинжилгээнүүд (XRF,ICP-MS)-ийг хийлгэсэн дүнгүүдийг үндэслэн сонгосон. Үүнд: серпентин агуулсан эрдэс чулуулагийн дээж, Говь-Алтай аймгийн Хантайшир(Дээж 1), Өмнөговь аймгийн Гурван тэс сумын Алтан уулын Торомхон(Дээж 2), Булган аймгийн Хангал сумын Хялганат(Дээж 3), 2014 онд боловсруулалтанд орсон Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр(Дээж 4), баяжмал(Дээж 5), хаягдал(Дээж 6).Олон улсын стандарт дээжээр серпентинийн эрдсийн SARM 7 (Pt-3.74 ppm), зэс никелийн хүдрийн OREAS13b (Au-0.211ppm) авч, туршилтанд хэрэглэв.Судалгаанд хэрэглэгдсэн багаж, төхөөрөмж. Шингээлтийн дараах уусмалуудад металлын агуулгыг тодорхойлоход спектрофотометр, ФАБ-ийн валентын холбооны болон дифформацийн хэлбэлзлийг нил улаан туяаны спектрометр, ПСТДТ ба шингээлтийн дараах хелат нэгдлийн молекул бүтцийг судлахад AMD Orteron 285 dual core CPU онолын тооцооны программ, судалгааны дээжийн эрдсийн болон химийн найрлагыг тогтоохдоо рентгендифрактометр, бүрэн ойлтын рентгенфлуоресценцийн спектрометр, гар соронзон, ICP-MC, дээжийн задаргаа явуулахдаа богино долгионы зуух, цагаан алт болон алтны агуулгыг тодорхойлохдоо атом шингээлтийн спектрометрийн багаж, индукцийн холбоот плазмын спектрометр ашиглан хийсэн.Судалгааны арга зүй. ПСТДТ–ийн цагаан алт ба алт шингээлтийг статик нөхцөлд дараах аргуудаар судлав. Үүнд: Шингээлтийн үеийн уусмалын хүчлийн орчин дах тохиромжтой

концентраци, хугацаа, температур тогтоох арга зүй Шингээлтийн эзэлхүүний багтаамжийг тогтоох арга зүй Шингээлтэнд саад болох металлуудын тоон харьцааг тогтоох арга зүй Шингээлтийн үеийн иончлолын тогтмолыг тодорхойлох арга зүй Шингээлтийн үед ПСТДТ –ээс түрэгдсэн протоны тоог тодорхойлох арга зүй Шингээлтийн дараах химийн холбооны бүтцийг нил улаан туяаны спектрээр

судлах арга зүй Шингээлтийн дараах хелат нэгдлийн молекулын бүтцийг квант химийн

онолын тооцооны арга Бага агуулгатай алт ба цагаан алт тодорхойлох арга зүй Үр дүнгийн статистик боловсруулалтыг аттестатчиллах арга зүй (стандарт ОСТ 41-

08-205-81)

3. СУДАЛГААНЫ ҮР ДҮН, ХЭЛЭЛЦҮҮЛЭГ

3.1. Полимерт органик урвалжийн цагаан алт шингээлтийн харьцуулсан судалгаа

Бид функциональ аналитик бүлгийн бүтцийн хувьд цагаан алтыг шингээх боломжтой, хэд хэдэн полимерт органик урвалжуудаар цагаан алт шингээх туршилтыг явуулсан. Тэдгээрээс Pt–ны шингээлт харьцангуй сайн байсан полистирол-окси-азо-4,6 дисульфофенол, полистирол-окси-азо-4хлор-6 сульфофенол, полистирол-азо-тиазан-дитион-2.4 зэргийг сонгон, цагаан алт шингээлтийг pH–ийн төрөл бүрийн орчин болон статик нөхцөлд судалсан. 3-р зургаар сонгосон полимерт урвалжуудын молекул бүтцийг харууллаа. Эдгээр полимерт органик урвалжуудтай хэрхэн холбогдох нь цагаан алтны шинж чанараас хамаарна. Мөн полимерт органик нэгдлийн халагч бүлгүүдийн орто, пара, мета байрлал нь тухайн металлыг сонгон шингээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэнэ.

5

3-р зураг. a) Полистирол-окси-азо-4,6 дисульфофенол b) Полистирол-окси-азо-

4хлор-6 сульфофенолийн молекул бүтэц

1-р хүснэгт. Сонгосон, органик полимерт урвалжуудын шингээлтийн орчин (pH)-ийг тогтоох, харьцуулсан туршилтын үр дүн

Полистирол-окси-азо-4,6 дисульфофенол

Полистирол-окси-азо-4 хлор-6

сульфофенол

Полистирол-азо-тиазан-дитион-2.4

pH A R,% pH A R,% pH A R,%0.25 0.066 22.0 0.25 0.096 32.0 0.25 0.114 38.0

0.32 0.092 30.5 0.32 0.126 42.0 0.32 0.148 49.2

0.44 0.126 42.0 0.44 0.174 58.0 0.44 0.202 67.3

0.51 0.153 51.0 0.51 0.207 69.0 0.51 0.263 87.8

0.60 0.201 67.0 0.60 0.252 84.0 0.60 0.294 98.0

0.73 0.217 72.2 0.73 0.21 70 0.73 0.293 97.6

0.84 0.18 60.0 0.84 0.174 58.0 0.84 0.261 87.0

0.93 0.168 56.0 0.93 0.126 42.1 0.93 0.24 80.0

1.13 0.12 40.0 1.13 0.084 28.0 1.13 0.216 72.1

4-р зураг. Полимерт органик урвалжийн цагаан алт шингээлт 1-полистирол-азо-пирокатехин (TºC- 60. Ʈ-120 минут) 2- полистирол-окси-азо-4.6 дисульфофенол (TºC- 100. Ʈ-80 минут) 3- полистирол-азо-тиазандитион-2.4 (TºC- 80. Ʈ-60 минут)

6

3.1.1. Шингээлт ба хүчиллэг орчин дах уусмалын концентрацийн хамаарлын судалгаа

Аливаа элементийн аль нэг урвалжтай нэгдэх “хелат комплекс ” үүсгэх гол нөхцөл нь уусмалын тохиромжтой орчин юм. Энэхүү орчныг туршилтаар сонгон тохируулах бөгөөд тухайн орчин нь уусмал дах органик урвалжийн задрал, тухайн катионы химийн шинж чанар, ионуудын харилцан үйлчлэл зэргээс өөрчлөгдөнө. Металл ионы шингээлт явагдах уусмалын орчин нь тухайн уусмал дах урвалжийн халагч атомууд ба ФАБ –ийн, диссоциацид орох химийн чанар болон металл ионы хэлбэрээс хамаарна.

5- р зураг. ПСТДТ –ийн цагаан алт ба алт шингээлтэнд хүчлийн ионы концентрацийн нөлөө

ПСТДТ–ийн металлын ионыг шингээхэд хүчиллэг орчинтой уусмалын концентраци хэрхэн нөлөөлөхийг тогтоохын тулд цагаан алт, алтны ионы концентрацийг 200 ppb, уусмалын эзэлхүүнийг 100, 50 мл полимерт органик урвалжийн массыг 25, 50 мг, шингээлтийн хугацааг 60, 20 минут, температурыг 80, 20ºС байх нөхцөлд явуулсан. Туршилтын дүнгээс харахад хүчлийн концентраци ихсэхэд шингээлтийн зэрэг буурахгүй байгаа тул бага концентрацийг сонгосноор эрсдэл буурах мөн хүчлийн зарцуулалт багасах тул алтны ионы шингээлт 1N давсны хүчлийн (99%) , цагаан алтны ионы шингээлт 0.5 N давсны хүчлийн (98%) концентрацийг хамгийн тохиромжтой гэж тогтоосон (5-р зураг). Урвалжийн задралаар түүний бүтэц дэх халагч атом (H+) уусмалын орчинд нөлөөлж, илүү хүчиллэг болгоно. Түүнчлэн шингээлтийн орчны хүчиллэг чанар нэмэгдэж, тэнцвэр тогтох үед шингээгчийн сонгомол чанар дээшилнэ. Цагаан алтны баяжуулалт явагдах уусмалын гидроген орчин нь уусмал дах ПСТДТ-ийн ФАБ (NH, S)-ийн, диссоциацид орох иончлолоос хамаарна. ПСТДТ-ийн шингээлтийн идэвх орчны хүчиллэг шинж чанараас хамааралтай байгаа бөгөөд орчны хүчиллэг чанар буурахад шингээлт аажимаар буурах хандлагатай байна (5-р зураг). S агуулсан функциональ аналитик бүлэгтэй шингээгч урвалжуудын шингээлтийн орчинг хүчиллэг болгоход сульфо бүлэг SH хэлбэрт шилжиж, устөрөгчийн ион уусмал руу шилжсэнээр уусмалын орчинг илүү хүчиллэг болгох бөгөөд иончлогдсон хүхрийн анион дээр металлын катион нэгдэх боломжийг бүрдүүлдэг ба имины ба тионы атом агуулсан полимерт органик урвалжууд цагаан алт, алтыг шингээх идэвх сайтай, сонгомол чанартай байдаг талаар судлаачид тэмдэглэсэн байдаг.

3.1.2. Химийн баяжуулалт хугацаа ба температураас хамаарах судалгааУусмал дах алтны ионы ПСТДТ-тай хелат комплекс нэгдэл үүсгэх хугацаа ба шингээлтийн хамаарлын судалгааг хийхдээ, алтны ионы шингээлтийг 1, 3, 5N –ийн

7

давсны хүчлийн, 2, 3N–ийн азотын хүчлийн орчинд, тогтмол 20ºС-ийн температурт, 5- 35 минут байхаар сонгосон. (2-р хүснэгт)2-р хүснэгт. Цагаан алтны шингээлтийг хугацаа, температураас хамааруулан судалсан дүн

Орч

ин

Темп

ерат

ур,

°С

Ʈ, м

инут

ПС

ТДТ,

R, %

Орч

ин

Темп

ерат

ур,

°С

Ʈ, м

инут

ПС

ТДТ,

R, %

Орч

ин

Темп

ерат

ур,

°С

Ʈ, м

инут

ПС

ТДТ,

R, %

0.5N

HCI

20±2ºС

20 41.18

0.5N

HCI

60±2ºС

20 72.06

0.5N

HCI

100±2ºС

20 78.6

40 62.33 40 90.19 40 80.3

60 70.16 60 83.75 60 70.6

80 82.33 80 53.75 80 58.5

100 87.18 100 41.38 100 42.7

40±2ºС

20 51.33

80±2ºС

20 84.07

120±2ºС

20 68.9

40 68.12 40 92.37 40 76.4

60 75.16 60 98.63 60 62.6

80 89.78 80 91.5 80 52.6

100 80.36 100 82.1 100 38.5

6-р зураг. ПСТДТ-д алт шингээгдэх, янз 7-р зураг. Цагаан алт, ПСТДТ-д бүрийн хүчлийн орчин дах хугацааны шингээгдэх хугацааны хамаарал хамаарал (1)- 20ºC, (2)-50ºC, (3)-80ºC6-р зургаас ПСТДТ –тэй уусмал дах алтны ион харилцан үйлчлэх тохиромжтой хугацаа нь 15-20 минут мөн хамгийн сайн шингээгдэх хүчиллэг орчин нь 1N давсны хүчил болох нь харагдаж байна. ПСТДТ нь алтны ионыг шингээх сонгомол чанартай учраас химийн баяжуулалт явагдах хугацаа харьцангуй хурдан байна. Шингээгч урвалжуудын үзүүлэх үндсэн шинж чанар нь шингээлтийн тэнцвэр тогтох хурдаар илэрхийлэгдэх бөгөөд энэ хурд их байгаа учир байгалийн эрдэс чулуулаг болон уул уурхайн үйлдвэрийн бэлтгэсэн дээжүүдийн уусмалаас алтны ионыг шингээх процессийг эрдэс түүхий эдийн шинжилгээнд хэрэглэх боломжтойг харуулж байна. Цагаан алтны ионыг ПСТДТ-ээр шингээхдээ давсны хүчлийн 0.1-1.0N концентрацид, 20, 50, 80ºС-ийн температурт, 20-120 минут байхаар сонгож судалгаа явуулсан. (2-р хүснэгт). 7-р зургаас цагаан алт шингээх урвал явагдах тохиромжтой хугацаа 60 минут, температур 80ºС болох нь харагдаж байна. Шингээлтийн хугацаа

8

60 минутаас эхлэн тогтворжиж байгааг алтны ион шингээгчийн функциональ бүлэгтэй харилцан үйлчилж, хелат комплекс нэгдэл үүсгэж байна гэж тайлбарлаж болохоор байна. Цагаан алтыг 0.5N давсны хүчлийн орчноос шингээхэд шингээлтийн тэнцвэр тогтох хугацаа 60 минут, шингээлтийн зэргийн хамгийн их утга 98% байна.

3.1.3. Шингээлтийн багтаамжийг судалсан үр дүнШингээлтийн багтаамж нь полимерт органик урвалжид агуулагдаж байгаа химийн идэвхтэй бүлгүүдээс хамаарах бөгөөд тогтоосон тохиромжтой нөхцөлд металлын ионыг хамгийн их шингээх хэмжээг илэрхийлнэ. ˂Сорбент-элемент> систем тус бүрийг шинжилж, статик нөхцөлд шингээлтийн багтаамжийг тодорхойлсон. Шингээлтийн багтаамж (ШБ) нь нэг талаас полимерт органик урвалж дах ФАБ-ийн идэвх, нөгөө талаас шингээгдэж буй элементийн бүтэц, шинж чанараас хамаардаг.

8-р зураг. ПСТДТ –ээр (a) алт, (b) цагаан алтыг шингээх хэмжээПСТДТ –ээр металл шингээх хамгийн их хэмжээг тогтоохын тулд алт 20-55 ppm, цагаан алт 0.3-1.2ppm –ийн харгалзан 1 ба 0.5N давсны хүчлийн орчинтой уусмалууд бэлтгэн, сорбентын хэмжээг 50мг, 25мг авч, 50мл уусмалд, тогтоосон тохиромжтой нөхцөлд, шингээлтүүдийг явуулсан. 8 (a), (b) зургаас ПСТДТ-ийн алт шингээх ШБ –ийг тэгшитгэлээр тооцоолоход шингээлтийн хамгийн их утга нь харгалзан 44 мг/г, 4.0 мг/г гарч байна. 3-р хүснэгтээр ПСТДТ-д цагаан алт ба алтыг шингээх тохиромжтой нөхцлийг тогтоосон дүнг нэгтгэн харууллаа.

3-р хүснэгт. ПСТДТ-д цагаан алт ба алтыг шингээх тохиромжтой нөхцлийг тогтоосон дүн

Аналитик параметр

Уусмалын орчин,

HCI [N]T0C Ʈминут

ШБ мг/г

Цагаан алт 0.5 80 60 4.0Алт 1 20 15-20 45.0

3.1.4. Шингээлтэнд саад болох элементүүдийн харьцааг тогтоосон дүн

Бид, 300 ppb ийн 0.1; 0.5; 1N давсны хүчлийн орчинтой 100 мл цагаан алтны стандарт уусмал дээр хэд, хэдэн металлуудыг (судалгаанд сонгосон дээжүүдийн химийн найрлагаас үндэслэн) тодорхой хэмжээгээр нэмж, цагаан алтыг, ПСТДТ-ээр шингээх чанарыг тогтоосон нөхцөлд (50 мг ПСТДТ, t°C= 80, Ʈ=60 минут) туршив.

9

65

70

75

80

85

90

95

100

10 20 30 40 50 60

Шин

гээл

тийн

зэр

эг, [

%]

Au [ppm]

1 2 3 4 5 6 7

Pt [ppm]

a) b)

4-р хүснэгт. Уусмалаас ПСТДТ-ээр цагаан алтыг сонгон шингээхэд саад болох элементүүдийн харьцаа

ЭлементШингээлтэнд саад болох массын

харьцаа Me/Pt0.5N HCI 1N HCI 1.5N HCI

Fe(II) 5¿

105 4¿

106 2¿

105

Fe(III) 8¿

105 3¿

106 2¿

105

Ca 5¿

106 5¿

106 5¿

106

Co(II) 4¿

105 6¿

105 2¿

105

Cu(II) 3¿

104 2¿

105 3¿

104

MoVI) 7¿

105 1¿

106 4¿

105

Ni 1¿

105 8¿

105 2¿

105

Au(I) 1¿

102 5¿

102 3¿

102

Cr(VI) 5¿

105 6¿

106 4¿

105

Mg 3¿

106 4¿

106 4¿

106

3.1.5. ПСТДТ–ийн ФАБ–ийн устөрөгчийн иончлолын тогтмол (pKH) тодорхойлсон дүн

ПСТДТ-ийн ФАБ-ийн иончлолын тогтмолыг Гендерсон-Гассельбахын аргаар тодорхойлж, шингээлт химийн урвалын механизмаар явагдах боломжтойг баталгаажуулав. ФАБ–ийн устөрөгчийн атомын иончлолын холбогдлоор график байгуулж, иончлолын процессыг үзүүлсэн шулуун татаж, түүнд налсан өнцөг /tgα/-ийн тусламжтай устөрөгчийн атомын иончлолын тогтмол /pKH/ -ыг тодорхойлсныг 9–р зургаар харуулж графикийн болон тооцооны аргаар олсон тоон утгыг 5-р хүснэгтээр үзүүлэв.

5-р хүснэгт. ПСТДТ-ийн иончлолын тогтмол / pKH /-ыг тодорхойлсон нь

0.02 NaOH pH α

α1−α

lg α1−α pKH

(граф)

pKH тооцоогоор

S n

pKH

(X)

pKH

(X )

( x−x )( x−x )2

1 3.4 0.1092 0.1226 -0.911

4.6

4.68

4.68

0 0

0.08

71

2 3.8 0.2185 0.2797 -0.553 4.57 -0.11 0.01213 4.1 0.3278 0.4878 -0.312 4.54 -0.14 0.01964 4.6 0.4371 0.7766 -0.11 4.75 0.07 0.00495 4.9 0.5464 1.2048 0.081 4.79 0.11 0.01216 5.1 0.6557 1.9047 0.28 4.71 0.03 0.00097 5.4 0.7650 3.2558 0.513 4.68 0 08 5.8 0.8743 6.9565 0.842 4.62 -0.06 0.0036

10

9-р зураг. ПСТДТ-ийн pKH-ийг тодорхойлсон график

3.1.6. Урвалаас түрэгдсэн протоны тоог тодорхойлсон дүн

Урвалжаас түрэгдсэн протоны тоог (n) Астоховын аргаар тодорхойлж. D-pH –ын хамаарлыг тооцоонд хэрэглэв. Полимерт органик урвалж ПСТДТ, Pt шингээхэд хелат комплекс нэгдэл үүсгэх химийн процессыг дараах судалгаанд үндэслэн, гаргав. Үүнд: Шингээх процессийн үед түрэгдсэн протоныг R-pH –ийн хамаарлын

графикаас координад налсан шулуун тангес өнцөгөөр (

ℓg R100−R

− pH

) хамаарлаар тооцоолов. Туршилтын үр дүнг харуулсан 6–р хүснэгтээс харахад ПСТДТ–ээр цагаан алт ба алтыг шингээхэд функциональ аналитик бүлгээс 1 ба 2 протон түрэгдсэн нь харагдаж байна.

6-р хүснэгт. Цагаан алт. алтыг шингээх процессд ПСТДТ-ийн ФАБ –ээс түрэгдсэн протоны тоог графикийн аргаар тодорхойлсон шинжилгээний дүн

Алт Цагаан алтtgα = 1.27 n=1 tgα = 1.92 n=2

HCI[N] R[%] HCI[N] R[%]0.10000 80.0 4 0.0870 0.5 38.0 0.6129 -2.125

11

R100−R

ℓg R100−R

R100−R

ℓg R100−R

0.50000 87.0 6.69 0.5000 1.0 49.0 0.9607 -1.7281.0000 99.0 99 1.6900 1.5 67.0 2.0303 0.307

2.0 88.0 7.3333 0.8652.5 96.0 24 1.380

10-р зураг. ПСДТП-Pt –ийн урвалаар түрэгдсэн “n” –ийг тодорхойлсон график

3.1.7. Нил улаан туяаны спектрийн шинжилгээний дүн

ПСТДТ-ийн функциональ аналитик бүлэг ба алттай харилцан үйлчилсний дараах химийн холбооны шингээлтийн эрчмийн өөрчлөлтийг нил улаан туяаны спщктрометрийн аргаар (7-р зураг) судалсан.

7-р зураг. ПСТДТ –ийн алт шингээгээгүй (цэнхэр), алт шингээсний дараах (улаан) шингээлтийн дараах ялгаа (ногоон) г харуулсан нил улаан туяаны спектр.

ПСТДТ урвалжийн алт шингээхийн өмнө (тойрогоор), дараах (тэгш өнцөгтөөр) ба хэт улаан туяаны спектрийн шугамаар харин тэдгээрийн ялгаа (тасархай шугам)-аар харуулав. ПСТДТ урвалжийн хувьд 1537.5 болон 3439.1 см-1 шугамаар NH холбоо, 1348.2 см-1 шугамаар C-S холбоонууд тус, тус илэрсэн байна. Спектрийн өөрчлөлтүүд нь иминий болон хүхрийн атом дээр илэрсэн нь иминий бүлгээс устөрөгчийн протон түрэгдэж, азоттай координацийн холбоо үүсгэсэнтэй холбоотой гэж үзлээ.

12

. 12-р зураг. ПСТДТ-ийн цагаан алт шингээгээгүй (a), шингээлтийн дараах

(b) нил улаан туяаны спектр

12-р зургын (a)-д цагаан алт шингээгээгүй үеийн ПСДТП урвалжийн спектрийн шугамууд 1121 см-1 мужид – C=S, 3215. 3370 см-1 мужид –N-H –ийн холбоо байгаа нь тус, тус харагдаж байна. Зураг 12 (b)-д цагаан алт шингээсний дараах хелат бүтцийн спектрийн шугамууд 1121 см-1 мужийн – C=S, 3215. 3370 см-1 мужийн –N-H –ийн холбоонууд илэрсэнгүй. Эндээс бид холбооны өөрчлөлтийг имин болон хүхрийн атом дээр өөрчлөлт гарсан тул хелат нэгдлийн битүү цагираг хүхэр болон азотын атомаар дамжин үүссэн гэж таамаглаж байна.

3.1.8. Квант химийн онолын тооцоолон бодох арга

ПСТДТ урвалжийн N-H бүлгийн спектрийн шугам 1521.8 болон 3375.4 cm -1. C-N бүлгийн спектрийн шугам 1348.2cm-1 –д байгаа нь 7-р хүснэгтээс харагдаж байна. Зэсийн дээжүүдэд ПСТДТ–ээр боловсруулалт хийсний дараа эдгээр эрчмүүдийг тодорхойлсон. ПСТДТ урвалжид алт шингээгдснээр NH бүлгийн давтамжинд өөрчлөлт гарсан байна. Металлын шингээлтэнд CS бүлэг чухал үүрэгтэй оролцох бөгөөд ингэснээр C-N холбооны эрчим мөн өөрчлөлтөнд орж байна (13-р зураг). Дээж дэх алт ПСТДТ-тай харилцан үйлчилснээр урвалжийн бусад холбоонуудын давтамж мөн өөрчлөлтөнд орсон бөгөөд үүнийг зурагт харуулаагүй болно. Имины бүлгээс устөрөгчийн атом халагдснаар алтны атом хүхрийн атомтай координацийн холбоогоор холбогдож байгаа нь 13-р зургын b–д харагдаж байна.

7-р хүснэгт. ПСТДТ ба ПСТДТ-Au ын холбооны давтамжуудын онолын ба туршилтын үр дүнгийн харьцуулалт.

ФАБДолгионы уртууд. [1/cm]

ПСТДТ Турш. [%] ПСТДТ -Au Турш.

[%]

N-H3518.5 3375.4 -4.0 - - -1514.6 1521.8 0.5 - 1525.7 -0.3

C-N 1367.9 1348.2 -1.5 1487.7 1348.2 -10.3

13

1292.8 - - 1268.6 1348.2 5.9

13-р зураг. ПСТДТ-ийн (a) болон ПСТДТ-Au (b) –ийн молекул бүтэц. ПСТДТ-ийн (c) болон ПСТДТ-Au (d) –ийн өдөөгдсөн молекулын бүтэц. Хүхэр, азот, нүүрстөрөгч,

устөрөгөгчийн атомуудыг харгалзан шар, хөх, хар саарал, цайвар саарал болон шаргал өнгүүдээр харууллаа.

6-31G(d) тай B3LYP аргаар ПСТДТ ба ПСТДТ-Au ны өдөөгдсөн молекулын бүтцийг онолын тооцоолол хийж 15-р зурагаар харууллаа.

8-р хүснэгт. ПСТДТ ба ПСТДТ-Au өдөөгдсөн төлвийн холбооны урт болон өнцөгүүд

Геометрийн үзүүлэлтүү

дПСТДТ (6-31G(d)) ПСТДТ -Au (6-31G(d))

H-N 1.019 -Au-N - 3.089Au-S - 2.338N=N 1.252 1.238

C-S (a) 1.654 1.724C-S (b) 1.754 1.764C-N (c) 1.386 1.332C-N (d) 1.379 1.322

N-C-S (α) 120.8 121.6S-C-N (β) 120.0 123.4C-N-N-C 178.34 -173.85

14

14-р зураг. Calculated IR spectra of PSTDT (a) and PSTDT-Au (b). IR spectrum of PSTDT-Au between 200 cm-1 and 500 cm-1 (b. inset).

15-р зураг. ПСТДТ ба ПСТДТ –Au –ийн HOMO (a ба c) . LUMO (b ба d) орбиталууд

3.2. Байгалийн дээжин дэх бага агуулгатай цагаан алт, алтыг тодорхойлох арга зүйн судалгаа

Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр, баяжмал, хаягдал дах бага агуулгатай алт, цагаан алт болон Монгол орны байгалийн зарим серпентинитийн эрдэс, чулуулаг дах цагаан алтыг хелат комплекс нэгдэл үүсгэн, тодорхойлсон үр дүн, хэлэлцүүлэгийг энд бичлээ. Бат бөх холбоотой хелат комплекс нэгдлийг үүсгэхдээ, полимерт органик урвалж ПСТДТ-ийг хэрэглэсэн.

3.2.1. Судалгааны дээжийн эрдэс бүрэлдэхүүн, химийн найрлага

Дээж 1-д хийсэн рентгендифракцийн спектрийн фазын чанарын анализаар дараах гурван эрдэс илрэв. Үүнд: NaCa2Mg5AlSi7O22(OH)2, Na2(Al.Fe.Mg)5Si8O22(OH)2, 3MgO·2SiO2·2H2O нэгдлийн талст бүтцүүдийн химийн томъёолол тохирсон байна. NaCa2Mg5AlSi7O22(OH)2 нэгдэл нь Edenite гэж нэрлэгдсэн ба эгэл тор нь моноклин симметртэй, (9.837; 17.954; 5.307; 90.000; 105.18; 90.000) торын параметрүүдтэй бөгөөд тус дээжид агуулгаараа голлох байдалтай байна. Агуулгын хувьд Ferroglaucophane нэртэй, моноклин сингоний (9.543; 17.726; 5.302; 90.000;103.72; 90.000) эгэл тортой Na2(Al,Fe,Mg)5Si8O22(OH)2 нэгдэл бүхий эрдэс юм. Серпентиний

15

3MgO·2SiO2·2H2O нэгдэл бүхий эрдсийг мөн дээжинд чанарын фазын анализаар илрүүлэв. Дээж 2-д хийсэн рентген дифракцийн спектрийн фазын чанарын анализаар 3MgO·2SiO2·2H2O. (Serpentine), 3MgO·2SiO2·2H2O (Chrysotile) гэсэн хоёр эрдэс илэрэв. Chrysotile- ийн эгэл тор нь моноклин симметртэй, (914.66 18.5 5.33 90.000, 93.27 90.000 )торын параметрүүдтэй бөгөөд тус дээжид агуулгаараа зонхилж байна. Дээж 3-д хийсэн рентген дифракцийн спектрийн фазын чанарын анализаар (Mg.Fe)3(Si.Al)3O7(OH)4·4H2O (Clinochrysotile), MgCO3 (Magnesite) гэсэн хоёр эрдэс илрэв. Clinochrysotile - ийн эгэл тор нь моноклин симметртэй тус дээжид агуулгаараа зонхилж байна.

9-р хүснэгт. Шинжилгээний дээж дэх соронзонтой эрдсүүдийг ялгасан үзүүлэлт

Дээжийн нэр

Дээ

жий

н ж

ин Бүх

фра

кций

н ж

ин

соро

нзон

хр

омий

н нэ

гдэл

Мар

тит

Оли

вин

Амф

ибол

Пир

оксе

н

Хро

мийн

эр

дэс

граммДээж 1 221.16 229.18 0.28 1.79 1.01 0.51 4.41 0.01Дээж 2 52.23 51.48 0.08 - - 0.93 - 0.01Дээж 3 91.74 91.17 0.36 - 0.59 - 0.07 0.01

Шинжилгээгээр оливин, хромит, соронзон хромит, мартит, амфиобол, пироксен зэрэг эрдсүүд илрэв.

10-р хүснэгт. Серпентиний эрдэс, чулуулаг дах макроэлементийн найрлага. %

Дээжийн нэр

Химийн найрлагаAu Pd Pt SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO MnO P2O5

ppb ppb ppb % % % % % % % %Дээж 1 350 10 480 35.2 0.60 6.75 0.06 1.50 40.9 0.15 0.03Дээж 2 40 30 220 35.4 0.70 8.50 0.05 0.40 37.6 0.10 0.09Дээж 3 20 10 9 0.40 0.50 3.15 0.04 0.80 43.5 0.1 0.05

11-р хүснэгт . Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр, баяжмал, хаягдлын химийн найрлага(ICP-MS)

Дээжийн нэр

ElementsAu Pd Pt Ag Al As Ba Be Bi Ca Cd Co Crppb ppb ppb ppm % ppm ppm ppm ppm % ppm ppm ppm

Дээж 4 5 < 5 < 5 2.1 7.49 66 117 2 4 0.42 1 9 30Дээж 5 44 22 < 5 63 0.92 2440 31 < 1 < 2 0.33 30.2 82 37Дээж 6 2 < 5 < 5 0.6 7.58 19 388 2 < 2 0.38 0.3 7 25

16

Дээжийн нэр

ElementsFe K Li Mg Mn Mo Na Ni P Pb Sb Cu% % ppm % ppm ppm % ppm % ppm ppm %

Дээж 4 2.34 3.69 8 0.52 337 196 2.02 27 0.07 52 11Дээж 5 23.9 0.45 2 0.1 174 585 0.17 45 0.086 690 184 20.7Дээж 6 1.75 4.02 9 0.58 336 126 2.13 19 0.063 35 < 5

Дээжийн нэр

ElementsS Sc Sr Te Ti U V W Zn Zr Cu% ppm ppm ppm % ppm ppm ppm ppm ppm ppm

Дээж 4 1.88 < 4 266 < 2 0.21 < 10 55 13 226 43 5480Дээж 5 > 20.0 < 4 31 14 0.08 < 10 14 < 5 5130 22Дээж 6 1.09 < 4 272 < 2 0.23 < 10 59 15 104 43 849

Судалгаанд авсан эрдэс чулуулагийн дээжүүдийн электрон микроскоп (SEM)-оор авсан зургуудыг 16 а)- Дээж 1. b)- Дээж 2. c)- Дээж 3 харуулав.

16-р зураг. Судалгаанд авсан эрдэс чулуулагийн дээжүүдийн SEM-ийн зурагБайгалийн серпентинитийн эрдэс, чулуулаг дах макроэлементийн химийн найрлагыг, индукцийн холбоот плазмын (ICP-OES), бүрэн ойлтын рентгенфлуоресценцийн спектрометр (XRF)-ийн зэрэг аргуудаар тус, тус тодорхойлов.

12-р хүснэгт. Байгалийн серпентинитийн макроэлементийн найрлага

Дээжийн нэр Химийн найрлага. %SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO MnO P2O5

Дээж 1 35.28 0.60 6.75 0.06 1.50 40.90 0.15 0.03Дээж 2 35.40 0.70 8.50 0.05 0.40 37.60 0.10 0.09Дээж 3 0.40 0.50 3.15 0.04 0.80 43.51 0.1 0.05

3.2.3. Судалгааны дээжийн задаргааСудалгааны дээжүүдийн задаргаа нь 3 аргын 4 төрлийн задаргааг хийж, А1, А2, А3, А4

уусмалууд гарган авсан нь шинжилгээний эхний хэсэг болно.Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн баяжмалын задаргаа.

17

Дээж зэсийн агуулга харьцангуй их тул задаргааг явуулахдаа зэсийн агуулгыг багасгах арга сонгосон. Шатаалтын үед органик нэгдлүүд дэгдэж, азотын хүчлээр исэлдүүлэхэд зэс ба бусад элементүүд нитрат хэлбэрт шилжинэ. Дараа нь концентрацитай хүхрийн хүчил. хэт ислийн хольцоор үйлчилхэд элементүүд уусмал байдалд орж, натрийн хлорид, калийн иодидын уусмалаар үнэт металлуудыг давтан тундасжуулалт хийж, шүүхэд зэс дараа зэс бүрэн зайлуулагддана (шүүгдэс буюу хаягдал уусмал дах зэсийн агуулгыг иодметрийн аргаар тодорхойлсон). Үнэт металлуудын тундас бүхий хольцыг шатааж, хаан дарсанд уусган шүүснээр А1

уусмалыг гарган авсан. Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр, хаягдлын задаргаа.Дээжүүдийн зэсийн агуулга шингээлтэнд саад болох хэмжээнд биш тул задаргааг шууд 3 хүчлийн хольцоор (HF+HNO3+HCIO4) задалсан. Дээжийг задлах олон хувилбарт аргууд тогтоогдсон байдгаас хүчлийн холимгоор задлах арга эрдэс болон хатуу дээжийг задлахад илүү тохиромжтой аргад тооцогддог. Энэхүү аргын сонгомол чанар тухайн дээжийн найрлага, бүтцэд нийцүүлэн сонгосон хүчлүүд болон тэдгээрийн харьцаанаас хамаардаг. Иймд судалгаанд зориулан сонгосон дээжийг уусгахад хайлуур хүчил, азотын болон хлорын хүчлийн холимгоор уусгах арга илүү тохиромжтой гэж үзлээ. Судалгаанд авсан дээжийн химийн анализын дүнгээс харахад (11-р хүснэгт) зэсийн стандартчилсан загвар OREAS 13b (алтны агуулга 0.211 ppm) нь эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр. хаягдалын найрлагыг төлөөлөх дээж болох боломжтой байгаа тул дээжийн задаргааг хийх, зохистой нөхцлийг тогтоох судалгааг явуулахаар тогтсон. Математик төлөвлөлтийн арга ашиглан, дээж уусгах зохистой нөхцлийг хүчлүүдийн харьцаа, дээж уусгах температур, уусгалт явуулах хугацаанаас хамааруулан дараах байдлаар тогтоож. дээж уусгалтанд нөлөөлөх хүчин зүйлс буюу фактор бүрийг 4 түвшинтэй байхаар сонгон. математик төлөвлөлт хийв. (13-р хүснэгт).

13-рхүснэгт. Дээжийн уусгалтанд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн түвшингийн сонголт

Хүчин зүйл ТүвшинI II III IV

Хүчлийн харьцаа. мл (X1)

HF: HNO3: HClO4

3:1:1 1:3:1 1:1:1 2:1:1

Хугацаа. цаг (X2)

30 40 50 60

Температур. 0С (X3)

80 90 100 110

Математик төлөвлөлтийн дагуу туршилтын 16 дээж бэлтгэн алтны агуулгыг дөлийн атом шингээлтийн аргаар тодорхойлсон. Дээж уусгах зохистой нөхцлийг тогтоох туршилтын төлөвлөлтийг 14-р хүснэгтэд харуулав.

14-р хүснэгт. Дээж уусгах зохистой нөхцөлийг тогтоох туршилтын төлөвлөлт

№ Түвшин Алтны агуулга, ppm (Yi)

Хүчлийн харьцаа, мл (X1) Хугацаа, Температур,

18

мин (X2) 0С, (X3)1 HF: HNO3: HClO4= 3:1:1 30 80 0.1602 HF: HNO3: HClO4= 3:1:1 40 100 0.213

3 HF: HNO3: HClO4= 3:1:1 50 90 0.212

4 HF: HNO3: HClO4= 3:1:1 60 110 0.212дундаж 0.186

1 HF: HNO3: HClO4= 1:3:1 30 100 0.3002 HF: HNO3: HClO4= 1:3:1 40 90 0.2343 HF: HNO3: HClO4= 1:3:1 50 110 0.2264 HF: HNO3: HClO4= 1:3:1 60 80 0.242

0.2121 HF: HNO3: HClO4= 1:1:1 30 90 0.2082 HF: HNO3: HClO4= 1:1:1 40 110 0.2463 HF: HNO3: HClO4= 1:1:1 50 80 0.1434 HF: HNO3: HClO4= 1:1:1 60 100 0.214

дундаж 0.2021 HF: HNO3: HClO4= 2:1:1 30 110 0.1682 HF: HNO3: HClO4= 2:1:1 40 80 0.2143 HF: HNO3: HClO4= 2:1:1 50 100 0.2084 HF: HNO3: HClO4= 2:1:1 60 90 0.190

дундаж 0.195

Сонгон авсан уусгалтанд нөлөөлөх хүчин зүйлийн түвшин бүрт тодорхойлогдсон алтны агуулга (Yi)-ын дундаж утгыг (1) томъёогоор тооцон 14-р хүснэгтэнд үзүүлэв. Yi = (Yi1+ Yi2+ Yi3+ Yi4)/4 (1)

15-р хүснэгт. Дээжийн уусгалтанд нөлөөлөх хүчин зүйлсийнтүвшин бүрт харгалзах алтны агуулга

Функц Алтны агуулга, мг/кг

Дундаж утга Аu,

мг/кгI түвшин II түвшин III түвшин IV түвшин

X1-д харгалзах Y1 0.186 0.212 0.202 0.195 0.215X2-д харгалзах Y2 0.180 0.202 0.212 0.212 0.216X3-д харгалзах Y3 0.198 0.211 0.212 0.212 0.215

Алтны тодорхойлолтонд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн түвшин бүрт харгалзах тодорхойлогдсон алтны агуулгыг олоход (15-р хүснэгт) бүгд ижил утгатай гарсан нь туршилтын төлөвлөлт сайн, санамсаргүй алдаагүй хийгдсэн болохыг харуулж байна.Математик төлөвлөлтийн дагуу хийгдсэн туршилтын үр дүнг үндэслэн X ба Y функцийн хамаарлыг графикаар дүрслэн 17-р зургаар үзүүлэв.

19

17-р зураг. Дээжний уусгалтанд нөлөөлөх хүчин зүйлсийн хамаарал

Туршилтын дүнг үндэслэн. дээж уусгалтыг фторын хүчил, азотын хүчил болон хлорын хүчлийг 1:3:1 харьцаагаар авч, дээжийн уусгалтыг 40 минутын туршид 1000С температурт явуулах нь тохиромжтой гэж үзлээ. Тогтоосон нөхцөлдөө 3 хүчлээр дээжүүдээ уусгасны дараа хаан дарс, давсны хүчлээр үйлчлэн чийглэг үлдэгдэл болгон 1N давсны хүчилд уусган А2 уусмалыг гарган авсанСерпентинитийн эрдэс чулуулагийн задаргаа: Цагаан алтны шинжилгээ хийх аргын задаргааны хэсэг нэлээд төвөгтэй байдаг. Иймд бид дээжийг богино долгионы зуух (MARS6)-нд 3 хүчлийн хольц (HNO3, H2SO4, H2O2)-оор задласан. MARS6 богино долгионы зуухны One Touch Methods программын горимд тохируулахад бусад нөхцөл сонголт нь автоматаар хийгдэнэ. Уусмалаас шууд шингээлт явуулахад зарим элементүүд саад болох тул үнэт металлуудыг натрийн хлорид, калийн иодидиор давтан тундасжуулан, шүүсэн. Үнэт металлуудын тундас бүхий хольцыг шатаахад, зарим металл биш элементүүд дэгдэнэ. Шатсан үлдэгдэлийг хаан дарсанд уусгаснаар цагаан алт H2[PtCl6] –ийг үүсгэнэ. Хуурай үлдэгдлийг 0.5N давсны хүчилд уусгаад, А3 уусмалыг гарган авсан. Дээж дэх цагаан алтыг хүчлийн хольцоор боловсруулах үед явагдах химийн урвалыг дараах томъёололоор харууллаа.Pt+6→Pt +4→Pt +2→Pt 0

(2)

Pt0+H2 SO4→Pt (SO4)2+SO2+H2O

(3)

Pt (SO4 )2+NaCI→PtCI 4↓

(4)

PtCl4→PtCl 2↓+Cl2

(5)PtCl2→Pt +Cl2

(6)

Pt+HNO3+HCl→H2 PtCl6+NO2+H2 O

(7)Эрдэнэтийн зэсийн хүдэр, баяжмал, хаягдалын задаргаа: Эхлээд дээж дэх органик нэгдлүүдийг дэгдээх зорилгоор шатаалтыг явуулна. Цагаан алт нь давсны хүчилд тодорхой даралтанд, халаалтын дор уусдаг бөгөөд бид стаканыг цагны шилээр таглаж, концентрацитай давсны хүчил нэмж, цагаан алтны зарим хэсгийг уусгасан.

20

Уусаагүй хэсгийг натрийн пероксидтой 1000ºС-д хайлуулан уусгаж, эх уусмалтай нийлүүлсэн. Уусмалыг мөн натрийн хлорид, калийн иодидиор давтан тундасжуулан, шүүж, шатаах зэрэг явц дээрхтэй адил явуулж. А4 уусмалыг гарган авсан.

3.2.4. Цагаан алт, алтыг ПСТДТ-ээр шингээн, баяжуулах

Цагаан алт, алтыг ПСТДТ –ээр шингээх А уусмалууд дах, элементүүдийн агуулгыг ICP-OES-ээр тодорхойлсон дүнгээс (16-р хүснэгт) харахад, саад болох элемэнт байхгүй байна.

16-р хүснэгт. А уусмал дах элементүүдийн агуулга (ISP-OES)

Уусмалын нэр Химийн найрлага, ppmFe Co Cr Mg Cu Au Ag Pt Pd

AOREAS13b 8 25 31 11 0 0.187 0.587 0.21 0.42A1 Cu хүдэр 10 7 18 41 0 0.67 25 0.289 5.3

A1 Cu хаягдал 3 4 9 36 0 1.0 16 3.8 4.6A2 Cu баяжмал 5 12 11 54 0 1.05 65 0.45 4.5

ASARM7 67 38 0.02 100 12 0.403 0.324 4.14 1.89A3Торомхон 39 30 10 112 25 1.2 2.0 1.3 2.1A3Хантайшир 12 5 9 130 18 0.78 21 1.9 3.7A3Хялганат 18 5 16 125 26 1.8 33 2.7 4.1A4 Cu хүдэр 15 6 15 34 0 32 67 2.1 4.6

A4 Cu хаягдал 5 23 18 25 0 0.971 39 1.5 1.9A4 Cu баяжмал 8 18 8 19 0 1.680 10 0.79 2.1

Долгионы урт. нм 260 228.6 284 279.6 325 242.2 328.1 265.9 340.5

16-р хүснэгтээс харахад үнэт металлуудын агуулга (стандарт дээжүүд) байх ёстой агуулгуудаасаа өөр гарч байгаа нь эдгээрийг тодорхойлоход бусад элементүүд нөлөөлж байгаатай холбоотой гэж үзлээ. 100мл 300 ppm цагаан алт ба алтны уусмалыг 0.5 ба 1N давсны хүчлийн орчинд бэлтгэн, 50 мг ПСТДТ–ийг хийж, алтыг тасалгааны температурт, 15-20 минут, цагаан алтыг 80°С температурт, 60 минут соронзон хутгуураар хутган шингээлтийг явуулсан. Шингээлт явагдаж дууссаны дараа сорбентыг шүүн авч 650°С-д шатаахад органик нэгдлүүд дэгдэж, 98-100% шингээгдсэн тодорхойлох металл үлдэнэ. Бид стандарт дээжүүдийн А уусмалаас шингээлт явуулсны дараахь үлдэгдлийг шатааж. хаан дарсанд уусган, хуурай үлдэгдэл болгоод, 1N давсны хүчилд уусгасан уусмалдаа (тодорхойлолт явуулах) үнэт металлуудын агуулгыг ICP-OES багажаар тодорхойлсон дүнг 16-р хүснэгтээр харууллаа. Тодорхойлолтын дүнгүүдээс харахад А уусмалуудад агуулагдаж байгаа зарим металлуудыг ПСТДТ нь тодорхой хэмжээгээр шингээсэн байна. Бид үүнийг ПСТДТ ба металлын молийн харьцааг тогтоож чадаагүй учир сорбентийг илүүдлээр хийсэнтэй холбоотой байж болох талтай гэж үзэж байгаа бөгөөд цаашид полимерт органик урвалжийн гинжин хэлхээний тоо, металлтай урвалд орох молийн харьцааг нарийвчлан тогтоосноор тодорхойлох металлыг хольцгүйгээр ялган авах боломжтой гэж үзэж байна.

3.2.5. Судалгааны дээжинд цагаан алт, алт тодорхойлох багажит шинжилгээний үр дүн

17-р хүснэгт. Алтны агуулга тодорхойлсон дүн

Дээжүүд Алтны агуулга, ppm

21

Химийн баяжуулалт

GFAA

Пробирын баяжуулалт

GFAAICP-MS

Дээж 1 0.004 = 0.005Дээж 2 0.048 0.040 0.044Дээж 3 0.005 = 0.002

18-р хүснэгт. Цагаан алтыг ПСТДТ- аар баяжуулж, тодорхойлсон шинжилгээний дүн

17, 18-р хүснэгтээс харахад химийн баяжуулалт хийж, алт тодорхойлох нь харьцуулж буй хоёр аргын үр дүнгээс их байгаа нь бидний туршиж байгаа арга алтыг баяжуулж, нарийвчлалыг дээшлүүлж байгааг харуулж байна.

3.2.6. Боловсруулсан аргын баталгаажуулалт буюу алдааны үнэлгээ19-р хүснэгт. Тодорхойлолт хийх уусмалууд дах үнэт металлуудын агуулга

Уусмал Тодорхойлсон элемент. ppmPt Pd Au Ag

OREAS13b 0.115 0.030 0.212 0.850SARM7 3.75 0.580 0.127 0.112

20-р хүснэгт. Шинжилгээний үр дүнд гарсан алдааны үнэлгээ.

Стандарт дээжийн нэр

Тодорхойлсон металл

Баталгаажсан агуулга,

ppm

Тодорхойлсон дундаж агуулга.

ppmn=20

Дундаж хазайлт /

di/

Харьцангуй дундаж квадрат

хазайлт /di2/

Үр дүнгийн давтац,

σ dt , r

Байнгыналдаа.

d r Нарийвчлалын нөөц.

Z

SARM 7 Pt 3.74 3.67 0.007 0.067 7.36 1.87 2.44

OREAS13b Au 0.211 0.207 0.004 0.000038 0,676 1.90 0,0021

Үр дүнгийн статистик боловсруулалтыг арга аттестатчиллах стандарт ОСТ 41-08-205-81 дагуу цагаан алт тодорхойлох туршилт дээр хийсэн алдааны үзүүлэлтүүдийг тооцоолсон дүнг харуулав. Үр дүнгийн давтац:

22

Дээжийн нэр

Pt-ийн агуулга, ppmПробирын

аргаар баяжуулсан

Химийн аргаар

баяжуулсанДээж 1 0.470 0.482Дээж 2 0.220 0.228Дээж 3 0.161 0.164

SARM-7 3.73 3.75Дээж 1 0.015 0.020Дээж 2 0.056 0.060Дээж 3 0.099 0.103

OREAS13b 0.195 0.198

σ dt=√∑ i=1m d i

2/ (m−1 )=√1 .381 /19=0 .270

σ dt , r=σ dt⋅100 /C0=0 .270∗100 /3 . 67=7 . 36

Тухайн интервалд зөвшөөрөгдсөн харьцангуй дундаж квадрат хазайлтσ dt , r=18 %

7,36<18.

Үр дүнгийн байнгын алдааг (d r

) дараах томъёогоор тооцоолно.d=C0−C=3 . 67−3 .74=−0 .07

d r=d⋅100/C=−0 . 07⋅100 /3 . 74=1. 87

Үр дүнгийн байнгын алдааг Стьюдентын (t) ба ялимгүй алдааны шалгуураар үнэлэнэ.

1.

tтурш=¿d /¿√m /σ dt , r=1 .87⋅4 .47/7 .36=1 .14

t онол(19 )=2 . 09;

tтурш⊲ t онол

2.¿d r /¿

зөвш.σ dt , r /3

1 .87≤2 .45

Нарийвчлалын нөөцийг (Z) доорх томъёогоор тооцоолно:

Z = зөвш.σ dt , r /σ dt , r=18/7 .36=2 .44

1 < Z < 2 үед энэ арга нь агууламжийн 2.0-4,9 интервалд цагаан алт тодорхойлох аргачлал нарийвчлалын 2-р зэрэгт хамаарч байна. Туршилтын явцад гарсан шинжилгээний үр дүнгүүдээс харахад стандарт дээжийн агууламжийн хэмжээнд байна. Энэхүү стандартад нэг стандартчилсан загвар. бүлэг стандартчилсан загвар. баталгаажуулсан аргын тусламжтайгаар шинээр үйлдвэрлэлд нэвтрүүлэх гэж буй аргыг баталгаажуулах аргууд тусгагдсан байдаг. Энэхүү аргуудыг нэг стандартчилсан загварын тусламжтайгаар баталгаажуулсан. Үр дүнгийн статистик боловсруулалт нь 20 тодорхойлолтын үр дүнгээр хийгдсэн. Тэдгээрийн үр дүнгийн давтац, байнгын алдааны үнэлгээг хийсэн. Мөн аргын нарийвчлалын зэргийг тогтоохын тулд нарийвчлалын нөөцийг тооцсон. ОСТ 41-08-205-81-д тусгагдсан алтны зөвшөөгөдөх нормыг цагаан алт ба алт дээр хэрэглэн нарийвчлалын нөөцийг тооцсон.

ДҮГНЭЛТ

1. Уусмалын орчиноос. Pt ба Au шингээх урвалжийн тохиромжтой нөхцлүүд болох уусмалын хүчиллэг орчин дах хүчлийн концентраци; хугацаа; температур; ШБ харгалзан 0.5, 1N HCI; 60, 15 минут; 80, 20°С; 44, 4 мг/г болохыг туршилтаар тогтоов.

2. Цагаан алтыг ПСТДТ ээр тохиромжтой нөхцөлд шингээхэд саад болох металлуудын харьцааг тогтоов

23

3. Шингээгч урвалжийн ФАБ –ийн хүчил. шүлтийн иончлолын тогтмол pKNH–ийг потенциометрийн аргаар тогтоож, органик урвалжийн электроны тогтмол Гаммет (Ϭn) халагч атомын тогтмолтой харьцуулж тооцоолов.

4. Шингээлтийн үед химийн урвалаар түрэгдсэн протоны тоог Астоховын аргаар тооцоолж, ПСТДТ Au, ПСТДТ – Pt харилцан үйлчлэх үед харгалзан n=1, n=2 протон түрэгдсэн болохыг тооцоолов.

5. ПСТДТ ийн алт шингээсний дараах молекул бүтцийг нил улаан туяаны болон квант химийн онолын тооцооны аргуудаар судлаж, ФАБ ийн S тэй ионы, N тай координацийн холбоогоор холбогдож байгааг баталгаажуулав.

6. Онолын ба практик судалгааны үр дүн эрдэс чулуулаг болон үйлдвэрийн хаягдал дах 10-4-10-9% агуулгатай Pt ба Au-ыг уусмалын орчноос органик полимерт урвалж ПСТДТ –оор шингээн баяжуулж хольц элементүүдээс ялгах өндөр нарийвчлалтай тодорхойлох энгийн, хялбар, үр ашигтай шинэ аргаар цагаан алт ба алтыг 1 ppb–5000ppb хүртэл тодорхойлж болно.

7. Байгалийн түүхий эд, үйлдвэрийн дээжинд цагаан алт ба алт тодорхойлох арга нь нарийвчлалын 2-р зэрэгт тус, тус хамаарч байна.

БҮТЭЭЛИЙН ЖАГСААЛТ

Бүтээлүүд

1. С.Одончимэг, Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн бүтээгдэхүүн дэх алтны агуулга тодорхойлох арга, ашигтай загварын гэрчилгээ № 2341, УБ, 2014.

2. С.Одончимэг, Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн бүтээгдэхүүн дэх цагаан алтны агуулга тодорхойлох арга, ашигтай загварын гэрчилгээ, №2398, УБ, 2015.

А. Олон улсын сэтгүүлд хэвлүүлсэн эрдэм шинжилгээний өгүүлэл

1. S.Odonchimeg. J.Оuyn. N.Javkhlantugs. “Analytical Study of Enrichment of Low Content Platinum in Natural Minerals by using Polymeric Sorbent.” American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences. vol. 26, pp. 261-272. dec. 2016.

2. S.Odonchimeg, J.Оuyn, N.Javkhlantugs, “Determination of plantinum in rocks by graphite furnace atomic absorption spectrometry after separation on sorbent,” International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 3, pp. 186, des. 2016.

3. S.Odonchimeg, J.Оuyn, N.Javkhlantugs, Kh.Tegshjargal, “Experimental and theoretical study of gold adsorption onto PSTDT,” International journal of advanced research, 2016. / Accept /

Б. Дотоодын сэтгүүлд хэвлүүлсэн эрдэм шинжилгээний өгүүлэл

1. С.Одончимэг, Б.Цэндээ, Ж.Оюун, “Монгол орны цагаан алтны тархац. түүний судалгаа шинжилгээ,” Дулаан техник, үйлдвэрийн экологийн хүрээлэн, № 12, хуудас. 230-23, 2011.

2. С.Одончимэг, Ж.Оюун, Б.Цэндээ, “Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр. баяжмал. хаягдал дах цагаан алтны агуулгыг судалсан дүнгээс,” МУИС

24

УБС. Технологийн салбарын эрдэм шинжилгээний бичиг, №7(6). хуудас. 118-120, 2011.

3. С.Одончимэг, Ж.Оюун, “Эрдэнэт үйлдвэрийн хүдэр, баяжмал. хаягдал дах алт (Au) –ийг полистирол-азо-тиазондитион-2.4 урвалжаар баяжуулан, тодорхойлох арга,” МУИС УБС, Технологийн салбарын эрдэм шинжилгээний бичиг, хуудас. 53-56, 2012.

4. С.Одончимэг, Ж.Оюун, “Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн хүдэр. баяжмал. хаягдал дах цагаан алтны агуулгыг родазол-хс-ээр баяжуулан, спектрофотометрийн аргаар тодорхойлсон дүн,” Journal of Natural Science, Volume 10 (9)УБ, хуудас 54-59, 2014.

5. С.Одончимэг, Ж.Оюун, “Монгол орны цагаан алтны илрэцтэй зарим эрдэс. чулуулагт Pt. Pd. Au (ICP-OES) тодорхойлсон судалгаа,” Journal of Natural Science, Volume 10 (9)УБ, хуудас. 60-64, 2014.

6. С.Одончимэг, Ж.Оюун, “Полимерт органик урвалжийг эрдэс, чулуулагийн шинжилгээнд хэрэглэх арга зүйн судалгаа,” Хими, хими технологийн хүрээлэн, хуудас. 30-33, 2015.

7. С.Одончимэг, Ж.Оюун, Н.Жавхлантөгс, “Серпентин агуулсан байгалийн эрдэс чулуулаг дах цагаан алтыг полимерт органик урвалжаар баяжуулан тодорхойлох шинэ арга.” Химийн нийгэмлэгийн бүтээл № 10, УБ. хуудас. 36-41, 2015.

8. С.Одончимэг, Ж.Оюун, “Цагаан алтыг (Pt)-ыг органик урвалжаар баяжуулан, нүүрсэнд шингээн ICP-OES –ээр тодорхойлсон дүн,” Journal of Natural Science, № 12, хуудас. 16-21, 2016.

В. Олон улсын эрдэм шинжилгээний хуралд хэлэлцүүлсэн илтгэл

1. Fourth International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resources-2016 Хими, хими технологийн хүрээлэнгийн олон улсын хуралд “Determination of platinum(II) in serpentine rocks by using polysterene-azo-thiazandition-2.4 sorbent”, сэдвээр, оролцсон

Г. Дотоодын эрдэм шинжилгээний хуралд хэлэлцүүлсэн илтгэл

1. Эрдэнэт үйлдвэр байгуулагдсаны 35 жилийн ойд зориулсан “Эрдэнэт-35” Эрдэм шинжилгээ, онол практикийн бага хурал (2013 он).

2. МУИС–ийн хэрэглээний шинжлэх ухаан. инженерчлэлийн сургуулийн судалгааны багийн семинар (2014), УБаИС-ын технолгийн факултетийн химийн тэнхимийн семинарт (2014), Эрдэнэт үйлдвэрийн зэсийн бүтээгдэхүүн хаягдал дах алтыг полистирол-азо-тиазандитион-2.4 урвалжаар баяжуулан тодорхойлох арга.

3. Улаанбаатарын Их сургуулийн байгалийн ухааны багш нарын эрдэм шинжилгээний хуралд (2015 он), Серпинтиний эрдэс чулуулаг дах цагаан алт (Pt)-ыг химийн аргаар баяжуулан ялгаж, индукцийн холбоот плазмын спектрометр (ICP-OES)- ээр тодорхойлсон дүн.

4. МУИС–ийн хэрэглээний шинжлэх ухаан, инженерчлэлийн сургуулийн судалгааны багийн семинарт Серпентин агуулсан байгалийн эрдэс чулуулаг дах цагаан алтыг полимерт органик урвалжаар баяжуулан тодорхойлох шинэ арга.

25

5. Хими, хими технологийн хүрээлэнгийн, Chemistry-2015 (2015) шинжилгээний хуралд, Полимерт органик урвалжийг эрдэс, чулуулагийн шинжилгээнд хэрэглэх арга зүйн судалгаа.

6. WSTM Олон улсын эмэгтэй эрдэмтэдийн Орхон салбарын эрдэм шинжилгээний бага хуралд Experimental and theoretical study of gold adsorption onto PSTDT сэдвээр илтгэл тавьж хэлэлцүүлсэн.

26