CC BY
16
УДК 678.04
Н. В. Кремлева, А. Р. Буданов, С. А. Мальцева, Ю. А. Тунакова
СТАБИЛИЗАТОР ПОЛИОЛЕФИНОВ ФЕНОЛЯТ НИКЕЛЯ КАК ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ, ПОЛУЧАЕМОЕ ПРИ ОЧИСТКЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ СТОКОВ СЕРНИСТО-ЩЕЛОЧНЫМ ОТХОДОМ ПРОИЗВОДСТВА МОТОРНЫХ МАСЕЛ
Ключевые слова: фенолят никеля, твердое никелирование, сернисто-щелочной отход.
Предложена комбинированная схема очистки сточных вод твердого гальванического никелирования, включающая осаждение сульфида никеля сернисто-щелочным отходом производства моторных масел, экстракцию фенолята никеля и биологическую доочистку. Полученное вторичное сырье может использоваться в металлургии и для стабилизации полиолефинов от воздействия света.
Keywords: nickel phenolate, solid nickel plating, sulfur-alkaline waste.
A combined scheme of solid nickel plating wastewater treatment is proposed, including the precipitation of nickel sulfide by sulfur-alkaline waste of motor oil production, the extraction of nickel phenolate and biological additional clearing. The obtained secondary material can be used in metallurgy and for stabilizing of polyolefins against the degradation by light.
Среди низкомолекулярных добавок к полимерным продуктам заметное место принадлежит фотопротекторам — веществам, небольшие добавки которых позволяют уменьшить деградацию полимерной матрицы под действием света. Ранее [1,2] было показано, что для многих полиолефинов такой добавкой служит фенолят никеля.
Было бы выгодным использовать для получения этой добавки не препараты чистого никеля, а никельсодержащее вторичное сырье, например, сточные воды гальванического никелирования. В то же время традиционный реагентный метод очистки [3,4] стоков от тяжелых металлов ограничивает стоимость реактивов, делающая невыгодным осаждение не гидроксидов, а других труднорастворимых солей.
В этой связи актуально создание экономичной комплексной технологии очистки сточных вод линии никелирования с получением вторичного сырья. В результате патентно-реферативного исследования был выбран прототип [5], в котором для осаждения тяжелых металлов из сточной воды предложено использовать сернисто-щелочной отход (СЩО) производства моторных масел (7% №2Б, 18% МаНБ, 5% №ОН, 5% фенола, 30 мг/л нефтепродуктов).
Этот способ очистки позволяет создать безотходную технологию по одновременной утилизации отходов гальванических и нефтехимических производств, увеличить скорости обработки сточных вод без применения дополнительных реагентов. Наиболее рационально очищать сточные воды, содержащие отдельные ионы металлов. Полученные при этом осадки после сушки являются сырьем для цветной металлургии, так как содержание металлов в таких осадках достигает 20-40%.
В случае никеля избыток осаждающего реагента нежелателен, так как при этом образуется устойчивый коллоидный раствор N18. Также при
недостатке сульфид-ионов образуется фенолят никеля, который может быть использован как добавка для производства светостойких полимеров. Для выделения этого ценного побочного продукта рационально использовать метод жидкостной экстракции [6].
Эффективность экстракции в первую очередь зависит от применяемого растворителя, к которому предъявляют следующие требования: высокая растворяющая способность по отношению к фенолам, доступность и низкая стоимость, минимальная растворимость в воде, хорошая расслаиваемость и отсутствие эмульгирующей способности, химическая стойкость при регенерации, нетоксичность. Пока не найдено растворителя, который удовлетворял бы всем этим требованиям. Среди рассмотренных экстрагентов наибольший коэффициент распределения у этилацетата, однако его применение ограничивается тем, что он заметно растворим в воде, т.е. процесс экстракции сопровождается большими потерями экстрагента. По этой причине предпочтительнее выглядят изобутилацетат и н-амилацетат, которые при несколько более низком коэффициенте распределения практически исключают унос экстрагента с обрабатываемым раствором. Сочетание достаточно высокого коэффициента распределения с малой растворимостью в воде позволяет использовать метилбутилкетон и диизопропиловый эфир.
Это позволяет усовершенствовать известную из литературы [5] схему очистки сточной воды от никеля при помощи СЩО:
После данной комбинированной очистки сточная вода еще не удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям. Так, она содержит нефтепродукты, которые не затрагиваются данной схемой очистки, некоторое количество фенола, остающееся после экстракции, борную кислоту и органические добавки, которые входили в состав
электролита никелирования. Однако наиболее опасные загрязнители — ионы никеля и фенол в значительной степени удалены из сточной воды, поэтому она может быть доочищена до нормативов ПДК на коммунальных биологических очистных сооружениях.
Сточная вода, Сернисто-щелочной
содержащая отход (СЩО)
Рис. 1 - Схема очистки сточной воды от никеля при помощи СЩО
Таким образом, предложенная комбинированная схема очистки сточных вод гальванического никелирования, включающая реагентный и экстракционный методы, позволяет получить ценное вторичное сырье: шлам с содержанием никеля до 24% для цветной металлургии и фенолят никеля, который является добавкой в производстве полимеров.
Литература
1. Пат. США 3,310,510 (1967)
2. Пат. США 3,072,601 (1963)
3. А.И. Родионов, В.Н. Клушин, Н.С. Торочешников. Техника защиты окружающей среды. Химия, Москва, 1989. 512 с.
4. Мингазетдинов И.Х., Мальцева С.А, Гоголь Э.В., Тунакова Ю.А. // Вестник КХТИ (КНИТУ), 4, 131-133(2013).
5. Пат. РФ 2.033.972 (1992)
6. Г.Д. Харлампович, Ю.В. Чуркин. Фенолы. Химия, Москва, 1974. 376 с.
© Н. В. Кремлева - канд. хим. наук, доцент кафедры общей химии и экологии КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, kremleva3@yandex.ru; А. Р.Буданов - канд. хим. наук, доцент кафедры общей химии и экологии КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, o_bu@rambler.ru; С. А.Мальцева - канд. хим. наук, доцент кафедры общей химии и экологии КНИТУ-КАИ им. А.Н. Туполева, smaltseva16@yandex.ru. Ю. А. Тунакова - доктор химических наук, профессор, профессор кафедры «ТПМ» КНИТУ, juliaprof@mail.ru.
© N. V. Кгеш1еуа - candidate of chemical Sciences, associate Professor of General chemistry and ecology, KAZAN state technical University, kremleva3@yandex.ru; A. R. Budanov - candidate of chemical Sciences, associate Professor of General chemistry and ecology, KAZAN state technical University, o_bu@rambler.ru; S. A. Maltseva - candidate of chemical Sciences, associate Professor of General chemistry and ecology, KAZAN state technical University, smaltseva16@yandex.ru; Ju. A. Tunakova - Doctor of Chemistry, professor, chair of TBI Kazan National Research Technological University, juliaprof@mail.ru.
