Nitric Acid Leaching for Magnesium Extraction from Asbestos Ore Waste: From DoE to Predictive Modeling and Cost-Efficient Optimization

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/molecules30224396
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Kazakhstan’s asbestos industry produces over 3 million tons of waste annually. The primary component of asbestos ore waste (AOW) is magnesium rich minerals. In this study, the extraction of magnesium from AOW with nitric acid (HNO3) was for the first time systematically studied. A series of experiments were conducted to optimize acid concentration (300–600 g/L), leaching temperature (55–95 °C), leaching time (60–180 min), solid-to-liquid ratio (1:3–1:7), and particle size, with the overall goal of maximizing magnesium extraction and cost efficiency. Our results provide dependence of magnesium extraction in the order of acid concentration > temperature > time > solid-to-liquid ratio, while particle size was found to be negligible. The cost-efficiency optimization demonstrated the positive impact of the relatively low acid concentrations (< 450 g/L) and temperatures between 65 and 85 °C, while the Protodyakonov model validated a linear dependence of the extraction rate on temperature and acid concentration. Our model demonstrates that extraction efficiencies of up to 90% can be achieved while reducing reagent use and lowering the overall cost of magnesium production. Leaching of magnesium by HNO3 also opens a pathway to a closed-cycle process, due to the formation of magnesium nitrate. The thermal decomposition of Mg(NO3)2 provides valuable products such as MgO and NO2 reused in HNO3 regeneration for subsequent cycles. The proposed model predicts magnesium extraction from asbestos ore depending on leaching parameters with reasonable accuracy.