ОГЛАВЛЕНИЕ
Перечень сокращений и условных обозначений..........................5
Введение............................................................6
1. Обзор методов защиты водных объектов от токсичных металлов с использованием органических реагентов..............................10
1.1. Краткий обзор методов обезвреживания сточных вод предприятий
от тяжелых металлов............................................11
1.2. Реагенты в процессах ионной флотации..........................14
1.3. Карбоксильные реагенты, применяющиеся в процессах экстракции металлов................................................21
1.4. Физико - химические свойства карбоксильных реагентов..........24
1.5. Выводы........................................................25
2. Реактивы, приборы и методики исследований.......................26
2.1. Реактивы и приборы............................................26
2.2. Методики исследований.........................................27
2.3. Получение металлических мыл КО................................31
2.4. Аналитический контроль металличеких мыл КО....................32
3. Обоснование технологии экстракции металлов кубовым остатком производства синтетических жирных кислот (КО)......................34
3.1. Выбор КО в качестве объекта исследования .....................34
3.2. Состав и некоторые физико-химические свойства КО..............34
3.3. Предварительная подготовка экстрагента. Выбор растворителей.
Унос с водной фазой............................................38
3.4. Условия экстракции металлов...................................40
3.5. Состав экстрагируемых комплексов металлов.....................43
3.6. Условия реэкстракции металлов.................................48
3.7. Выводы........................................................48
3
4. Обоснование условий осаждения металлов, технологии получения флотореагента и параметров ионной флотации металлов................50
4.1. Условия осаждения металлов №ОН и Ыа2С03.......................50
4.2. Получение флотореагента ЭМКО (натриевых мыл КО)...............53
4.3. Поверхностно-активные свойства флотореагента..................56
4.4. Условия ионной флотации металлов .............................58
4.4.1. Флотация с применение пневматической установки..........58
4.4.2. Напорная флотация металлов..............................65
4.5. Утилизация пенного продукта...................................68
4.6. Выводы........................................................69
5. Принципиальные технологические схемы очистки сточных вод от ионов токсичных металлов...........................................71
5.1. Технологическая схема получения флотореагента ЭМКО
и ее описание..................................................71
5.2. Очистка сточных вод от ионов металлов ионной флотацией........72
5.2.1. Расчет предотвращенного экологического ущерба...........75
5.3. Комбинированные схемы и их сравнение..........................76
5.3.1. Схема осаждение - флотация и ее описание................76
5.3.2. Экстракционно-флотационная схема и ее описание..........81
5.4. Обоснование применения металлических мыл КО...................84
5.4.1. Свойства кальциевых мыл КО..............................85
5.4.2. Кальциевые мыла КО как лакокрасочные компоненты.........86
5.4.3. Кальциевые мыла КО как покрытия по дереву и как ингибиторы коррозии............................................88
5.4.4. Свойства других металлических мыл (Си, Zn, Ре(Ш), Сг(Ш)) . 91
5.5. Выводы........................................................92
Общие выводы к работе..............................................94
Список литературы..................................................96
11
1.1. Краткий обзор методов обезвреживания сточных вод
от тяжелых металлов.
Методы утилизации производственных стоков можно условно разделить на химические, физико-химические и биохимические [135]. Основными методами химической очистки сточных вод являются осаждение, нейтрализация и окисление. Их применение целесообразно перед биологической или физико-химической очисткой стоков, а также для глубокой очистки стоков с целью дезинфекции. Химическим методам отдается предпочтение при локальной очистке производственных сточных вод.
Большинство существующих методов очистки сточных вод основано на использовании метода осаждения, который заключается в переводе ионов металлов в нерастворимые соединения, например, гидроксиды. Для этих целей часто используют гидроокись кальция (известь). Данный способ позволяет осаждать, в лучшем случае, только 90 - 95 % металлов, а также дает большие объемы неиспользуемых отходов. В последние годы широкое распространение получили электро- и гальванокоагуляция, применяемые совместно с этим методом.
Для нейтрализации кислых стоков также вводят известь в виде пушонки или известкового молока и карбонат кальция в виде суспензии. Эти реагенты доступны и дешевы, однако регулирование их дозировки достаточно сложно, а pH устанавливается по истечении некоторого времени вследствие низкой скорости реакции между раствором и суспензией (гетерогенной реакции).
Метод окисления применяют для обезвреживания сточных вод от токсичных примесей, например, цианидов, сульфидов. Наиболее часто для этих целей используется хлор и его соединения. Для обезвреживания сульфидных стоков применяют кислород и более сильный окислитель - озон. Он имеет ряд преимуществ: разрушает многие органические вещества и
12
примеси уже при комнатной температуре; его можно получать непосредственно на очистных сооружениях (путем короткого электрического разряда в воздухе хмежду двумя электродами); сырьем может служить атмосферный воздух; не загрязняет воду продуктами реакции.
Электрохимические методы целесообразно применять для концентрированных растворов и небольших объемов сточных вод. Их недостатками являются большие энергетические затраты и необходимость регенерации электродов [135].
К физико-химическим методам очистки относятся выпаривание, кристаллизация, коагуляция, ионный обмен, сорбция, электрокоагуляция, диализ, флотация, экстракция. Выпаривание сточных вод применяют для увеличения концентрации очищаемого раствора. Кристаллизацию используют при обработке небольших количеств концентрированных сточных вод Эти методы требуют больших энерго- и теплозатрат.
Широкое распространение получили коагуляция и флокуляция. Коагулянты - низкомолекулярные неорганические или высокомолекулярные органические электролиты. Чаще используют полиакриламид и ему подобные полиэлектролиты, сульфаты алюминия и железа. При добавлении солей А1(Ш) или Ре(Ш), в результате их гидролиза образуются малорастворимые гидроксиды, которые сорбируют на своей развитой поверхности коллоидные частицы, мелкодисперсные вещества и ионы. Для отделения скоагулированных частиц примесей используют отстаивание, флотацию, фильтрование. Скорость и эффективность процесса коагуляции зависят от состава сточных вод, интенсивности перемешивания, последовательности введения реагентов, а также от введения флокулянтов - неорганических или органических соединений, способствующих образованию агрегатов за счет объединения нескольких частиц (примеры флокулянтов: кремниевая кислота, природные полимеры - крахмал, производные целлюлозы). Одна-
- Київ+380960830922