Ви є тут

Вилучення іоногенних поверхнево-активних речовин із водних розчинів методом осаджувальної та сорбційної мікрофлотації

Автор: 
Хромишева Олена Олександрівна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2008
Артикул:
3408U000958
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РАЗДЕЛ 2
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика объектов исследования
Объектами исследования служили растворы ионогенных ПАВ:
– ГИПХ-3а – смесь хлоридов алкиламмония с общей формулой [СnH2n+1NH3]+Cl-, где
n = 12-18, содержащая около 80 % основного вещества (аминное число і 12) и
около 20 % воды;
– цетазола – смесь бромидов N–алкилпиридиния с общей формулой
[CnH2n+1NС5Н5]+Br–, где n = 16-20, содержащая 75 % основного вещества;
– пеназолина – смесь имидозалинов с примесью аминоамидов с алкильным радикалом,
где n = 17-20, c общей формулой

где R=H или (C2H4NH)xC2H4NH2, x = 1- 4;
– додецилсульфата натрия с формулой С12H25ОSО3Nа, содержащего основного
вещества 96,0 %;
– сульфонола НП-3 с общей формулой СnH2n+1 C6H4OSO3Na, где n = 10-14,
содержащего 30 % алкилбензолсульфонатов;
– хлоридов алкиламмония (ХАА), а именно: хлоридов децил -, додецил -,
тетрадецил -, гексадецил - и октадециламмония (ХДА, ХДДА, ХТДА, ХГДА, ХОДА)
ч.д.а.;
– хлорида гексадецилпиридиния (ХГДП) ч.д.а.;
– алкилсульфатов натрия (АСН), а именно: октил -, децил -, додецил -,
тетрадецил -, гексадецил - и октадецилсульфата натрия (ОСН, ДСН, ДДСН, ТДСН,
ГДСН, ОДСН) ч.д.а.
Выбор в качестве объектов исследования столь большого количества различных по
химической природе ПАВ, обусловлен с одной стороны, стремлением выявить
наиболее общие, характерные особенности и закономерности процесса их
флотационного извлечения, а с другой стороны, тем практическим применением,
которое они получили в последнее время.
В качестве сорбентов (флотационных носителей) ПАВ были выбраны:
– гексацианоферрат (ІІ) калия-марганца (полученный непосредственно в растворе
путем взаимодействия сульфата марганца с гексацианоферратом (ІІ) калия),
относящийся к числу искусственных тонкодисперсных сорбентов, с кристаллической
структурой. Размер частиц колеблется в пределах 0,01-0,1 мкм. Характерной
особенностью осадков является легкость их пептизации, обусловленная адсорбцией
поверхностью частиц осадков высокозарядных анионов [Fe(CN)6]4-, причем для
пептизации, обычно достаточно небольшого избытка этих анионов;
– оксид кремния – один из наиболее распространенных природных сорбентов,
адсорбционные характеристики которого в значительной степени зависят от
химического состава его поверхности, содержащей группировки SiOH, придающие ему
гидрофильность. Соответствующей обработкой водород и гидроксид-ион этих
группировок, могут быть замещены другими ионами или радикалами, придающими ту
или иную сорбционную характеристику (в частности, делающие оксид кремния
гидрофобным). Гидроксиды поверхности оксида кремния обладают слабокислотными
свойствами и играют решающую роль при адсорбции. Однако адсорбционные
взаимодействия могут возникают не только между гидроксид-ионами и
адсорбируемыми молекулами, но также и между последними и «оголенными» ионами
кислорода и кремния;
– гидроксид железа (ІІІ) получали гидролизом хлорида железа (ІІІ) (метод
Крекке) [156]. Для этого 2 % раствор хлорида железа (ІІІ) прибавляли небольшими
порциями к нагретой до кипения дистиллированной воде. Раствор окрашивался в
ярко-красный цвет и при охлаждении изменял свою окраску вследствие обратимости
гидролиза, протекающего по уравнениям
FeCl3 +3H2O ®Fe(OH)3 +3HCl
FeCl3+2H2O® Fe(OH)2Cl+2HCl®FeOCl +2HCl+H2O
FeOCl® FeO+ +Cl-
Состав и строение мицеллы можно выразить следующими формулами
{[Fe(OH)3]mЧnFe3+ 3(n - x) Cl-Ѕ3xCl-} и {[Fe(OH)3]mЧnFeO+(n - x) Cl-Ѕ xCl-}
– гидроксид алюминия получали пептизацией, для чего к 1 % раствору хлорида
алюминия добавляли водный раствор аммиака [156]. Полученный осадок промывали
несколько раз декантацией и фильтровали, после чего добавляли несколько капель
раствора хлороводородной кислоты с концентрацией 0,1 моль/дм3. Пептизация
продолжалась 2-3 часа;
– н-октадекан относится к гомологическому ряду алканов, с формулой
СH3(СН2)16СH3 , состоящий из атомов углерода и водорода, соединенных между
собой только s – связями. Начиная с пентана и выше, алканы представляют собой
жидкости, начиная с гексадекана, являются твердыми веществами [157].
Температура плавления 28 0С, температура кипения 418 0С, плотность 776,7 кг¤м3,
нерастворим в воде, растворим в спирте, эфире и ацетоне.
Для очистки сточных вод предприятий г. Мелитополя использовались флотационные
реагенты карбонат кальция (содержание СаСО3 – 95 %), синтетический катионный
флокулянт ВПК-101 (ТУ 6-01-1049-81) и порошок из раковин моллюсков Mytilys
galloprovincialis на 95 % состоящий из СаСО3.
2.2. Методы исследования
Флотационную обработку растворов ПАВ осуществляли на установке (рис. 2.1),
основным элементом которой являлась стеклянная термостатируемая колонна высотой
0,140 м, диаметром 0,045 м (рис. 2.2).
Рис. 2.1. Схема флотационной установки: 1 – компрессор; 2 – байпас (игольчатый
клапан); 3 – ресивер; 4 – реометр; 5 – манометр; 6 – флотационная колонна.
Дном колонны и диспергатором воздуха служила стеклянная пористая пластинка. В
качестве газовой фазы использовали воздух, который подавали в колонну снизу под
определенным давлением, измеряемым манометром, со скоростью (2,5-5,8)Ч10-4
дм3/с, контролируемой с помощью реометра.
Рис. 2.2. Колонна для вспенивания растворов: 1 – отверстие для заливки
исходного раствора; 2 – стеклянная пористая пластинка; 3 – приемник пены; 4 –
приемник раствора, прошедшего через фильтр; 5 – кран для подачи воздуха; 6 –
кран для отбора проб; 7 – кран для слива раствора, прошедшего через фильтр.
Объем раствора, заливаемого в колонну, равнялся 3Ч10-2 дм3, продолжительность
флотации составляла 600 с (за исключением специально оговоренных случаев).
Об эф