МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ХЛОРИД-ИОНОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЦИНКА ИЗ ПЫЛИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАВКИ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

МЕТАЛЛУРГИЯ

Обзорная статья

УДК 669-1/66.046.4/66.067:069/66.061/66.08/66099 https ://elib ra ry. ru/iloypl

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-2-392-421

Методы удаления хлорид-ионов при производстве цинка из пыли электродуговой плавки

Д.И. Блудоваш, С.В. Мамяченков2, О.С. Анисимова3

1-3Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург, Россия

Резюме. Цель - провести обзор литературных источников с целью поиска технологии, применимой на практике для производства катодного цинка из сложного по химическому составу техногенного хлорсодержащего сырья, в частности, из пыли электродуговой плавки. На основе литературного обзора опубликованных данных исследований российских и зарубежных ученых проведен поиск методов очистки технологических растворов с высокой концентрацией хлорид-ионов, полученных в результате гидрометаллургической обработки техногенных пылей электродуговой плавки. Показано, что большинство способов очистки имеют существенные ограничения, основные из которых: строгие требования к кислотности обрабатываемого раствора, недостаточная эффективность процесса обработки, вторичное загрязнение среды освобождаемыми хлорид-ионами и высокая стоимость реагентов или оборудования. По результатам анализа опубликованных данных описаны как способы снижения содержания хлора в исходной пыли, поступающей на переработку, так и методы дехлорирования технологических растворов, основанные на принципах осаждения, ионного обмена, сорбции и окисления. Дополнительно обобщены опубликованные данные и проанализированы экспериментальные результаты по удалению хлора из технологических стоков и растворов различной природы. В результате проведенного анализа литературных источников проведено сравнение применяющихся на промышленных предприятиях и недавно изученных лабораторных методов дехлорирования растворов с точки зрения доступности их для внедрения, экономической эффективности и степени удаления хлорид-ионов. Как результат, недостатки существующих процессов переработки техногенного хлорсодержащего сырья электродуговой плавки может решить разработка крупномасштабных, устойчивых и недорогих гибридных технологий, базирующихся на принципах экстракции, ионного обмена и осаждения.

Ключевые слова: пыль электродуговой плавки, цинк, хлорид-ион, метод очистки, дехлорирование, электролит

Для цитирования: Блудова Д.И., Мамяченков С.В., Анисимова О.С. Методы удаления хлорид-ионов при производстве цинка из пыли электродуговой плавки // iPolytech Journal. 2023. Т. 27. № 2. С. 392-421. EDN: ILOYPL, https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-2-392-421.

1-3Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, Yekaterinburg, Russia

Ahst^^. In this work, we review literature sources to identify an industrial-scale technology for manufacturing cathode zinc from technogenic chlorine-containing raw materials of a complex chemical composition, in particular, from arc melting dust. The conducted review of Russian and foreign publications was used to search for a method of purifying

© Блудова Д.И., Мамяченков С.В., Анисимова О.С., 2023

METALLURGY

Review article

Methods for removing chloride ions to manufacture zinc from arc melting dust

Dana I. Bludova10, Sergey V. Mamyachenkov2, Olga S. Anisimova3

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

process solutions with a high concentration of chloride ions produced by hydrometallurgical processing of technogenic arc melting dusts. It was found that the existing purification methods are associated with substantial limitations, including strict requirements for the acidity of the treated solution, low efficiency of treatment, secondary contamination of the medium by released chloride ions, and the high cost of reagents or equipment. Approaches to reducing the chlorine content in the initial dust and dechlorination of process solutions based on principles of sedimentation, ion exchange, sorption, and oxidation are described. In addition, we analyzed information published on chlorine removal from process effluents and solutions of various nature. Industrially-implemented and recently-reported laboratory methods of solution dechlorination were compared in terms of their feasibility, economic efficiency, and extent of chloride ion removal. It was concluded that the disadvantages of existing methods for processing technogenic chlorine-containing raw materials of arc melting can be eliminated by developing large, stable, and cheap hydride technologies based on principles of extraction, ion exchange, and sedimentation.

Keywords: electric arc furnace dust, zinc, chloride ion, purification method, dechlorination, electrolyte For citation: Bludova D.I., Mamyachenkov S.V., Anisimova O.S. Methods for removing chloride ions to manufacture zinc from arc melting dust. iPolytech Journal. 2023;27(2):392-421. (In Russ.). EDN: ILOYPL, https://doi.org/10.21285/1814-3520-2023-2-392-421.

2023;27(2):392-421

ВВЕДЕНИЕ

Пыли сталеплавильного производства, а именно пыли электродуговой плавки (ЭДП), являются важным сырьем для цветной металлургии, наибольший интерес представляет содержание в них цинка. Состав пылей различается в зависимости от параметров процесса и состава исходного сырья. Диапазон содержания цинка в пылях ЭДП достаточно широк, колеблется от 2 до 25%, в некоторых случаях содержание цинка достигает 40% [1].

Согласно данным, полученным от компаний-производителей цинка [2, 3], большое количество цинксодержащих отходов, и в частности пыли, нельзя утилизировать из-за большого количества хлоридов, содержащихся в этих материалах. Установлено, что пыль электросталеплавильного производства на 90% состоит из оксидов, остальные 10% представлены ферритами, сульфатами, сульфидами, хлоридами. Последние в пыли ЭДП включают хлориды натрия (NaCl) и калия (KCl), а также хлориды цинка и свинца [4].

Такие вторичные материалы, как пыли ЭДП, отличаются высоким содержанием га-логенидов из-за присутствующих в сырье плавки хлор- и фторорганических соединений (в виде полимерных изделий, лома с лакокрасочными покрытиями и др.). Наличие хлорида потенциально вызывает выбросы диоксинов/фуранов [5] вследствие образования опасных Cl-соединений, таких как поли-хлорированные дибензо-диоксины, поли-хлорированные дибензофураны и гекса-

хлорбензол (ГХБ) [6]. При нагреве пыли цинк реагирует с солями, дополнительно образуя хлорид ZnCl2, который имеет высокое давление пара и улетучивается при низкой температуре [7]. Хлор в пыли относится к загрязнителям воздуха, поскольку система газоочистки улавливает только 70% отходящего в ЭДП газа, а остальное в виде выбросов переходит в атмосферу [8].

После переработки пыли ЭДП вельц-процессом в обогащенном цинком продукте легко возгоняемые галогениды концентрируются. Содержание хлоридов в возгонах после вельцевания пыли составляет до 10% [9].

Для переработки таких продуктов в промышленности чаще применяются пироме-таллургические технологии. Однако конечным продуктом в этом случае является загрязненный оксид цинка, имеющий меньшую ценность в сравнении с металлическим цинком. Кроме того, данная пыль ЭДП с высоким содержанием хлоридов при последующей термической обработке вызывает проблемы на предприятиях по переработке вторичного сырья: пониженное содержание ценного оксида цинка, которому требуется дальнейшее дехлорирование; угроза выбросов диоксинов; высокотемпературная коррозия воздуховодов систем контроля качества воздуха и трудность фильтрации хлоридов металлов в процессе промывки сырого оксида цинка.

Наименее изученными, но при этом более перспективными, экологичными и гибкими, то есть позволяющими легко варьировать параметры и перерабатывать сырье с изменя-

ющимся составом, являются гидрометаллургические процессы. В настоящее время до 90% металлического цинка в мире производится электрохимическим методом. Для успешного протекания процесса в цинковом производстве необходимо подбирать растворитель, максимально селективный по цинку, тогда полученные растворы будут пригодны для электрохимической переработки.

Одним из самых распространенных растворителей, используемых как в первичной, так и вторичной гидрометаллургии, является серная кислота. Сернокислотное выщелачивание изучено, достаточно разработано и позволяет получать электролит, пригодный для дальнейшего получения катодного цинка. Однако вовлечение в переработку техногенного цинксодержащего сырья вызывает накопление нежелательных примесей в цинковых электролитах [10].

Гидрометаллургические процессы изначально сильно зависят от химического состава пылей ЭДП. Если цинк в них находится в виде ZnO, то ожидаемы высокие показатели извлечения цинка. В том случае, когда основным компонентом пыли ЭДП является феррит цинка, возможность достижения большой степени перехода цинка в раствор является проблематичной даже при высоких концентрациях кислоты и температуре.

Известны способы переработки пыли в растворах щелочей [11] с использованием в качестве реагента NaOH. Этот способ является селективным по отношению к цинку и в дальнейшем позволяет получать металлический цинк. В статье [12] описаны способы переработки пылей черной металлургии. Щелочная технология (Cebedeu Process) включает гидрометаллургическую (щелочное выщелачивание + цементация) и электрохимическую (щелочной электролиз) стадии. Недостатки щелочного выщелачивания не позволяют обеспечить его широкое внедрение: слабая адаптация к изменению содержания примесей в пыли ЭДП, особенно кремния и галогенидов. Поэтому требуется предварительная обработка пылей ЭДП без извлечения цинка в возгоны, с разрушением ферритов и удалением галогенидов.

В последнее время большой интерес вы-

зывает выщелачивание растворами аммиачных солей, таких как N№01, (NH4)2SO4, ^НфСОз. Авторам известна технология Ап-acondaz, в которой выщелачивание происходит в растворах карбоната аммония и далее из раствора проводят электроэкстракцию цинка. Наиболее известна технология Е2^ЕХ, где выщелачивание ведут аммоний-но-хлоридными растворами с электролизом как последней стадией - с получением компактного цинка. Аммиачные растворы являются селективными по цинку, менее агрессивными и более экологичными.

Трудность создания «универсальной» технологии переработки пыли ЭДП вызвана неоднородностью ее химического и минералогического состава. Каждая технология должна быть адаптирована к составу конкретной пыли [13].

В целом существуют две основные проблемы гидрометаллургических технологий при переработке пылей ЭДП:

1) присутствие цинка в форме труднорастворимого соединения - феррита цинка;

2) наличие в растворах ионов галогени-дов, в частности ионов хлора, которые затрудняют дальнейшую переработку.

Феррит цинка может быть разрушен при использовании комбинации высоких концентраций кислоты и температуры, либо при проведении предварительной обработки материала - прокалки. При прокаливании цинк переходит в растворимую оксидную фазу, что позволяет провести выщелачивание практически любым пригодным для электроэкстракции растворителем. Однако когда в качестве одного из сырьевых материалов для производства металлического цинка используются пыли, некоторые примеси, в частности галогениды, ограничивают его использование на стадии выщелачивания в промышленном электролитическом процессе. Наносимый хлорид-ионами вред - проблема, известная всем цинковым заводам.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Значительное содержание ценных компонентов, особенно цинка, комплексный состав и наличие галогенидных примесей в пыли ЭДП делает ее ценным, ив то же время

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

сложным для переработки сырьем. Учитывая тот факт, что высокие концентрации хлоридов в цинковых электролитах приводят к значительному ускорению износа электродов, снижению выходного тока и коррозии оборудования, максимально допустимый предел хлорида в процессе производства цинка составляет менее 150 мг/дм3. Компании-производители цинка постоянно ведут поиски метода, который может снизить высокое содержание хлора в растворах до допустимой концентрации. Исследователями на различных хлорсодержащих материалах проверяются десятки теорий. Настоящий обзор проведен с целью поиска технологии, практически применимой для производства катодного цинка из пыли ЭДП как сложного вторичного хлорсодержащего сырья.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Проблема хлорид-ионов при электролитическом производстве цинка в основном вызвана двумя явлениями: во-первых, присутствием хлора в продуктивном растворе, который приводит к коррозии свинцового анода в электролизерах по реакции (1); во-вторых, частичное растворение свинца и переход его в раствор заканчиваются восстановлением и осаждением цинка на катоде, что также пагубно сказывается на качестве производимого цинкового листа:

Pb + 2Cl- - 2e- = PbCl2.

(1)

Ионы хлора могут проникать в структуру двойного электрического слоя на катоде, изменяя его и влияя на формирование кристаллической структуры цинкового осадка. Стандартный потенциал разряда хлорид-иона равен 1,359 В, а потенциал анода при электролитическом осаждении цинка - около 2 В, поэтому хлорид-ион разряжается с образованием молекулярного хлора, который растворяется в цинковом электролите и снижает выход цинка по току цинка4 [14]. Многолетняя практика электроосаждения цинка в завод-

ских условиях позволила установить максимально допустимое содержание примеси хлорида в сульфатном электролите 150-250 мг/дм3:

При значительном содержании хлорида в растворе, он выделяется в атмосферу цеха в газообразном виде, что нарушает экологические нормы безопасности на рабочем месте.

Уровень примесей, а также качество металлического цинка определяют цену цинкового слитка на рынке. Наиболее важным фактором, приводящим к снижению содержания цинка в товарном продукте, является содержание свинца, вызванное присутствием хлорид-анионов в растворе.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ДЕХЛОРИРОВАНИЕ ПЫЛИ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАВКИ

Промывка. Процесс промывки водой зачастую применяют в качестве предварительного этапа перед переработкой цинксодер-жащих отходов для удаления водорастворимых хлоридов.

Среди ранних исследований этой темы стоит отметить [15], проводившие дехлорирование цинковых дроссов. Цинк, присутствующий в дроссах, состоит в основном из оксидов, оксихлоридов, хлоридов и металлических форм. Средний анализ дросса показал среднее содержание, %: Zn - 79-83; С1 -1,0-2,5; РЬ - 0,02-0,07; Сс1 - 0,002-0,007. Было обнаружено, что можно удалить около 80% хлора из дроссов, уменьшив содержание хлора в них с 1,4% приблизительно до 0,2-0,3%, стандартной промывкой дистиллированной водой при 95°С в течение часа и при подходящем соотношении твердой и жидкой фаз 1:2-1:10. Использование карбоната натрия для удаления хлора в испытанных условиях не давало никаких преимуществ. При промывке его стехиометрическим количеством карбоната натрия при 60°С в течение получаса и при соотношении твердой и жидкой фаз в пределах 1:2-1:10 содержание хлора снижается до того же уровня.

В дальнейшем ученые неоднократно при-

4Кляйн С.Э., Козлов П.А., Набойченко С.С. Извлечение цинка из рудного сырья: учеб. пособ. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2009. 492 с.

меняли промывку для удаления растворимых хлоридов к другим видам отходов. Например, в исследованиях [16] предварительно обработали цинксодержащую золу уноса водой и дополнительно усовершенствовали процесс, добавив дитиокарбаминовый хелат в раствор для предотвращения выщелачивания тяжелых металлов. Результаты показали снижение содержания хлоридов до 1,28%, а полученный химический состав золы уноса соответствовал золе уноса класса С.

Промывку в том или ином виде как часть комбинированной обработки часто применяют для снижения содержания хлоридов в пыли ЭДП. Так, авторы [17] перед выщелачиванием пыли карбонатом аммония, чтобы избежать загрязнения хлорид-ионами конечного продукта, использовали воду с 30%-м содержанием твердого вещества, продолжительность контакта составляла 1 ч, температура - 20°С. Упоминалось, что в случаях использования HNOз в качестве выщелачивающего агента пыль ЭДП сначала обрабатывают водой для удаления хлоридов, а затем подвергают выщелачиванию раствором азотной кислоты, где железо осаждается из раствора. Цинк извлекают в итоге ступенчатой обработки добавлением комплексообра-зователей [18].

Добавка соды на стадии промывки не увеличивает степень дехлорирования, как и замена соды известью, что применяется для снижения операционных расходов.

На Челябинском цинковом заводе (ЧЦЗ) исследовали промывку вельц-возгонов от хлора [19]. Определили, что степень дехлорирования от равновесного значения рН пульпы и температуры, поскольку растворимость хлорида цинка при 10°С составляет 272 г/100 г воды и при 80°С - 541 г/100 г воды. При оптимальных условиях Ж:Т = 6:1, температуре 70-80°С, рН = 6,7-6,8 и продолжительности процесса 30-60 мин полнота дехлорирования составила 70%, а остаточное содержание хлора в материале - 0,050,06%.

В этом интервале рН и температуры возможно протекание гидролиза цинка, при котором осаждаются основные соли типа 32п(0Н)2^04 и зг^ОН^пСЬ.

При водной промывке:

ЗН2О + згпо + гпсь =

Зг^ОН^пОДтв). (2)

При водно-содовой промывке:

4гпС12 + 6Na2COз + 6Н2О = 6NaHCOз +

32п(ОН)27пС12(тв) + 6№С1. (3)

При водно-известковой промывке:

4гпС12 + Са(ОН)2 + 6Н2О = Зг^ОН^пОДтв)

+ СаС12. (4)

Указанный механизм подтвердили результаты экспериментов: при увеличении температуры от 80 до 90°С содержание сульфатов в фильтрате снизилось на 25%, а хлоридов - на 10,5%.

При хранении пыль может вступать в реакцию с влагой и углекислым газом в атмосфере. Этот естественный процесс выветривания преобразует выщелачиваемый хлорид в нерастворимую минеральную фазу. В публикации [20] описано, что коллектив авторов анализировал процесс выветривания для понимания фазового превращения в системе РЬ-С1-Н20-С02.

Промывка дистиллированной водой в качестве растворителя при соотношении жидкой к твердой фазе 10:1 в течение 40 мин показала, что общий уровень хлоридов в пыли был снижен с 70200 мг/кг до 17 500 мг/кг, что соответствует эффективности удаления 75%. На удаление растворимых хлоридов значительное влияние оказывала температура процесса: эксперименты при 80°С приводят к быстрому высвобождению хлоридов в отличие от выщелачивания при температуре окружающей среды. Общая эффективность удаления хлоридов составила 88%.

Нерастворимые в воде матрицы были представлены гидроксилгалогенидом свинца (РЬОНС1) и карбонатом хлорида свинца (РЬ2СОзС12), их наличие делает гидрометаллургическую обработку более сложной и неэффективной. Под действием различных

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

природных процессов выветривания и условий окружающей среды первоначальный состав пыли ЭДП преобразуется в новые минеральные межфазные слои. Авторы выяснили, что достаточно однодневного выветривания, чтобы полностью проявилась фаза РЬ(ОН)С1. Было высказано предположение, что к его образованию приводит гидролиз хлорида свинца и оксида свинца влагой согласно реакциям:

2РЬ(ОН)С1(т) + С02(г) ~ РЬ2СОзС12 + Н20;(5) РЬз(С0з)2(0Н)2(т) + С02(г) ~ ЗРЬСОз(т) + Н2О. (6)

Таким образом, если в пыли ЭДП присутствует достаточное количество углекислого газа и влаги, они способны резко изменить химизм образования соединений свинца. При этом могут присутствовать фазы карбоната хлорида свинца (РЬ2С0зС12) и гидроцерусси-та (РЬз(С0з)2(0Н)2). Данный результат был подтвержден минералогическим анализом. После 4-х сут выветривания новообразованные фазы достигали уровня равновесия.

Промывка водой подходит для удаления всех видов хлоридов металлов, таких как хлориды калия, натрия, свинца и цинка, из свежей пыли ЭДП. Однако когда начинается процесс выветривания пыли, удаление хлорида гидроксида цинка, хлорида гидроксида свинца и карбонатов хлорида свинца значительно затрудняется. При переработке отходов рекомендуется наладить логистическую схему таким образом, чтобы вводить свежую пыль ЭДП непосредственно в процесс промывки.

Обжиг. В процессе обжига до 70% хлорида из цинксодержащего сырья попадает в отходящий газ в виде соединений, имеющих низкие температуры кипения, а остальная часть на стадиях последующей обработки переходит в цинковый раствор.

В случае, когда анализ минеральных фаз показывает присутствие в пыли нерастворимых хлоридов, не поддающихся промывке, можно использовать обжиг с диоксидом углерода при 600°С с последующей промывкой

водой, чтобы избежать образования нерастворимых соединений свинца и цинка, а также повысить степень дехлорирования пыли ЭДП.

Хлориды легко возгоняются и обычно поддаются удалению из дисперсного материала термической обработкой. Однако обжиг при температуре выше 600°С приводит к потере большого количества рециркулируе-мого металла и снижает коммерческую ценность товарного оксида цинка.

В работе [20] также определяли оптимальные параметры тепловой обработки пыли для ее дехлорирования обжигом на воздухе и при сульфатирую-щем/карбонизирующем обжиге при температурах 200, 300, 400 и 600°С. Выяснили, что содержание хлоридов в обожженной пыли снижалось с повышением температуры. Для удаления хлоридов наименее эффективным оказался метод обжига на воздухе. Сульфа-тизирующий обжиг при 600°С позволил достичь наивысшей эффективности дехлорирования. В этом случае общий уровень хлоридов в обожженной пыли был снижен с 70200 мг/кг до 12100 мг/кг, что соответствует эффективности удаления 83%. В тех же условиях карбонизирующий обжиг снизил общее содержание хлоридов в пыли ЭДП с 70200 мг/кг до 13230 мг/кг, то есть показал эффективность удаления 81%.

Однако при внедрении процесса стоит иметь в виду, что предварительный обжиг большого количества пыли ставит вопрос утилизации вторичных возгонов, содержащих более 5% хлорида.

МЕТОДЫ ДЕХЛОРИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА

В гидрометаллургических технологиях, где раствор является не просто средством транспортировки ценных компонентов, но и основной составляющей химического процесса и одним из продуктов, особенно важно поддерживать необходимые характеристики электролита [21].

Состав технологического раствора зависит от типа производственного процесса. Сульфатный электролит требует специальной обработки в основном из-за сочетания

высокой концентрации анионов в нем. При верно подобранных технологиях очистки раствор можно повторно использовать в течение нескольких циклов.

Очистка является необходимой процедурой, поскольку кислотное выщелачивание раствора, содержащего хлор, способствует накоплению хлорид-ионов в растворе, и их концентрация постепенно увеличивается [22].

В цинковых электролитах разной кислотности степень удаления (nCl-) почти стабильна. Согласно известному факту, что HCl является очень сильной кислотой (pKa -6,3), во всех электролитах хлориды существуют в виде диссоциированных ионов Cl-, поэтому очистка цинкового электролита перед электроэкстракцией подразумевает удаление хлорид-ионов.

Осаждение. В настоящее время в металлургической промышленности наиболее широко используемым методом удаления Cl- из кислых сточных вод является его осаждение в виде малорастворимого хлорида меди (CuCl), основанное на реакции:

Cu2+ + Cl- + e- = CuCl, ф = 0,538 В. (7)

Однако этот метод показывает низкую эффективность удаления Cl- (60-70%), из-за чего остаточная концентрация Cl-(> 400 мг/дм3) не удовлетворяет требованиям рециркуляции очищенной кислоты [23-25]. Также к его недостаткам можно отнести продолжительность осаждения CuCl (5-6 ч), высокое значение остаточного содержания Cu(II), выше 2500 мг/дм3 и использование операций сгущения и фильтрации, что делает эти процессы непроизводительными.

Из методов осаждения наиболее эффективной является очистка от хлора сульфатом серебра в слабокислом растворе согласно реакции взаимодействия:

AgSO4 + 2NaCl = 2AgCl + Na2SÜ4. (8)

Получившийся хлорид серебра отфильтровывают, восстанавливают цинковой пылью до металла и нагревают с концентрированной серной кислотой для регенерации

сульфата серебра. Как осаждение солями серебра [26], так и метод В120з [27, 28] обладают высокой эффективностью дехлорирования, но низкой экономией из-за сложности рециркуляции дорогостоящих осадков АдС1 и ВЮС1.

На российских цинковых заводах в целях экономии серебра растворы дехлорируют цементационной медью [29]:

Си2+ + 2С1- + Си = Си2С12. (9)

Предварительно в хлорсодержащий раствор закачивают отработанный цинковый электролит до достижения концентрации в растворе серной кислоты более 15-20 г/дмз. Затем вводят раствор медный купорос и медный кек. Отношение массы хлора в растворе к массе меди в загруженном медном кеке и меди в растворе медного купороса составляет 1:(5-6):(0,6-0,8). Операцию проводят при температуре 50-60°С в течение 4560 мин, после очистки концентрация меди в растворе составляет 2-3 г/дмз, хлорида -100-200 мг/дмз.

Осаждение хлорида меди [30, 31] широко используется в промышленном производстве благодаря его высокой эффективности и относительно низкой стоимости из-за доступности медного шлака, выгружаемого из цинкового электролита на стадии очистки. Однако необходимость добавления порошка цинка и CuSO4, а также строгого контроля кислотности и температуры процесса ограничивают применение данного метода.

Ионный обмен. Удаление хлоридов из технологических растворов часто осуществляется по механизму ионного обмена с известняком [32, 33]. Этот процесс включает ионный обмен между ОН- на поверхности адсорбента и удаленными анионами. Для технологических процессов и очистки сточных вод нередко используется природная известь или известковое молоко [34]. Однако их растворимость слишком мала, чтобы обеспечить достаточное количество ионов кальция до нужной степени дехлорирования.

Ионный обмен [35-37] характеризуется высокими потерями цинка, а также образованием большого количества хлорсодержащих

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

кислых сточных вод, которые трудно поддаются обработке

Ионнообменные смолы. Ионный обмен - еще один потенциальный вариант для селективного удаления определенного вида анионов из раствора, содержащего другие виды анионов. Когда через ионообменную смолу в раствор вводится другой анион, Cl-обменивается с ним и впоследствии удаляется ею. Ионный обмен считается привлекательной технологией для удаления хлорид-, нитрат- и сульфат-ионов (Cl-, NO3- и SO42-) из водных растворов, поскольку процесс очистки происходит независимо от pH раствора, а сами ионообменные смолы можно регенерировать, что обеспечивает длительный эффективный срок их службы.

В раннем исследовании5 [38] использование анионообменных смол позволило авторам удалить хлорид-ион из цинкового электролита до концентрации <150 мг/дм3. К недостаткам этого метода можно отнести длительность сорбции (1-2 ч) и, что наиболее важно, получение разбавленных (по хлориду) элюатов (1-2 г/дм3).

К сожалению, в сульфатных электролитах ионный обмен периодически малоэффективен, поскольку смола имеет гораздо более высокую склонность к ионам с зарядом 2-, чем к иону Cl- [39].

В публикации [40] авторы привели результаты по изучению удаления анионных частиц с помощью наиболее часто используемых изотерм однокомпонентной адсорбции, т.е. изотерм Ленгмюра, Фрейндлиха и Дуби-нина-Радушкевича. При этом применяли макропористую смолу с сильным анионитом Amberlite® IRN 9766 (Rohm & Haas, Франция). Структура макропористых смол характеризуется большими порами (диаметр ~ 150 нм для IRN 9766), разделенными сильно сетчатыми участками. Это дает смоле некоторые важные преимущества при ее применении для очистки промышленных водных растворов. Несмотря на то, что общая ионообменная способность макропористых смол

обычно ниже, чем у смол гелевого типа, их структура обеспечивает высокую механическую стойкость и обеспечивает быструю кинетику реакции. Таким образом, они могут использоваться при высоких скоростях потока в колоннах промышленного масштаба без потери эффективности.

Модель Ленгмюра является полуэмпирической и выводится из предположения явления монослойной адсорбции на однородной поверхности. Изотерма Фрейндлиха, в отличие от нее, является эмпирической моделью, не предполагающей максимальной адсорбционной способности сорбента. Помимо трудностей в интерпретации параметров Фрейндлиха модель подвергается критике за отсутствие термодинамической основы и несоответствие закону Генри при низких концентрациях. Несмотря на это, ее способность соответствовать широкому набору экспериментальных данных по-прежнему делает эту модель популярной при изучении явлений адсорбции и ионного обмена. В отличие от моделей Ленгмюра и Фрейндлиха, изотермы Дубинина (модели Дубинина-Радушкевича (6^) и Дубинина-Астахова ф-А)) рассматривают адсорбцию как процесс с заполнением микропор и зависящий от температуры. Рассчитанные в публикации по модели D-R значения параметра неоднородности nD показали, что однородность пористой структуры смолы ^ 9766 находится в типичном диапазоне для цеолитов и выше, чем у углеродных материалов, а также что nD не зависит ни от ионной формы смолы, ни от растворенного вещества, участвующего в ионном обмене.

Исходя из результатов исследования, где видно превосходство моделей Дубинина по соответствию экспериментальным данным, наилучшим представлением сорбционных процессов является заполнение объема мик-ропор материала. Кроме того, была доказана высокая способность удалять все проверенные анионные частицы макропористой смолой ^ 9766. Причем для систем ОН-/С1-,

5А. с. № 552987, В 01 й 15/04. Способ очистки растворов сульфатов металлов от хлора / В.Б. Пименов, В.Н. Старцев, Ю.И. Павлов, Г.В. Малахов, А.С. Куленов, Г.Л. Пашков, В.В. Яцук, А.Д. Коротин (РФ). № 196951Э/26. Заявл. 20.11.73; опубл. 05.04.77. Бюл. № 13.

OHVNO3- и OH-/SO42- энергии адсорбции превышали остальные системы, а экспериментальным данным, полученным для ионообменных систем OH-/Cl- и Cl-/SO42-, лучше всего соответствовала изотерма DA.

Дехлорирование раствора. Удаление хлоридов из пыли ЭДП может затруднить явление когерентности нерастворимых в воде веществ. Агглютинирующие вещества, такие как хлорид гидроксида цинка (ZnCl24Zn(OH)2 H2O), могут прилипать к частицам феррита в пыли, затрудняя ее переработку. Авторы [41] изучали соединения галогенов в пыли ЭДП и парах оксида цинка до и после выщелачивания. Установлено, что в результате реакции ZnO с хлорсодержащей солью оксиды металлов, такие как ZnO и Fe2O3, изолируются от частиц цинка, что способствует извлечению цинка.

В высокотемпературных реакциях хлориды металлов превращаются в газообразные частицы и действуют как сильные катализаторы в синтезе de novo. Так, при нагреве пыли в процессе вельцевания либо при обжиге ZnO реагирует с HCl и образует согласно реакции ZnCl2, который действует как кислота Льюиса:

ZnOfa) + 2 НС1(г) ^ ZnCbfa, ж) + Н20(г). (10)

Исследователи в работе [42] изучали удаление хлоридов из зольного остатка, образующегося из твердых отходов, а также такие параметры, как pH, тип раствора, размер частиц, образование пузырьков и температуру. Результаты, полученные в данной работе Р. Ито с соавторами показали, что эффективным оказалось выщелачивание одним из методов: сильной кислотой или бар-ботированием CO2. Кроме того, скорость удаления хлора также увеличивается за счет применения разбавленной серной кислоты при повышенных температурах.

Промывка. Для повышения потенциала рециклинга промышленных отходов, в частности пыли и золы уноса, растет интерес к методам удаления хлорида и сульфата обработкой вторичного сырья различными рас-

творами [43-45]. Как говорилось выше, вода - наиболее популярный раствор для обработки, поскольку она может смыть почти все хлориды в составе пыли, кроме нерастворимых [45].

Для обработки нерастворимых хлоридов растворы следует довести до кислых; поскольку исследования показали, что растворы с повышенной кислотностью могут растворять нерастворимые хлориды, сульфаты и тяжелые металлы лучше, чем вода [41, 46].

Напротив, в исследованиях авторов нескольких работ [42, 43, 45, 46] внимание концентрировалось на использовании либо воды, либо основных растворов для предварительной обработки и удаления хлорида из пыли золы. Однако для этих экспериментов потребовалась дополнительная термообработка, чтобы ускорить прокаливание и исключить выщелачивание тяжелых металлов [43].

В работе [47] для удаления С1- и SO42- золу уноса и угольную пыль обрабатывали де-ионизированной водой, 0,01 М HNOз, 0,1 М HNOз, 0,1 М Na2COз и 0,25 М Na2COз. Добавление кислых растворов не меняет рН обработанного материала, поскольку присутствие СаСОз в пыли действует как буфер. Авторы выяснили, что все применяемые растворы могут удалять С1- с равной эффективностью. Обнаружено, что содержание растворимых солей, таких как NaCl и КС1, в пыли значительно уменьшается (<50%). В частности, после обработки деионизированной водой содержание хлоридов в золе снижается с 29,3 до 2,17% масс.

В исследовании [48] изучалось удаление хлоридов из цинксодержащих материалов -промышленных почв и цинковых шлаков, с помощью гидроксида натрия, метабисульфи-та натрия, сульфата меди(11) и насыщенной кислородом воды. При температуре окружающей среды, росте рН до уровня 4,2 и соотношении Na2S2O5 / CuSO4 = 1,2 наилучшая эффективность удаления хлоридов этим методом составляет 57,14% для раствора NaCl. При замене гидроксида натрия технической известковой водой желаемых результатов не было достигнуто. Следовательно, этот метод не применим для растворов с разными типа-

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

ми ионов металлов, но является химическим методом удаления хлорида из раствора №С1.

Адсорбция. Очистка водных растворов от хлоридов адсорбцией не всегда была успешной, несмотря на значительный выбор материалов, опробованных в качестве адсорбентов [49-51]. Известно, что химические соединения, структурно похожие на кальцит, обладают высокими адсорбционными свойствами по отношению к сульфатным и хло-ридным ионам. При этом ряд твердых отходов похож по составу на известняк и обладает явно высокой способностью адсорбировать анионы из сточных вод, но при этом получили наименьшее внимание исследователей [52].

В работе [53] опробовался новый подход к удалению ионов сульфата и хлорида из щелочной технологической воды. В качестве адсорбентов использовались известняковые продукты и промышленные твердые отходы, содержащие кальций (12-37%). Удаление анионов проводилось периодическим методом при температуре окружающей среды в течение 480 ч с 40 г/дмз каждого адсорбента. Эксперимент проводили в три этапа с использованием свежего адсорбента на каждой стадии, и процесс в целом занял 60 дней. Обработка реального технологического раствора с концентрацией хлорид-иона 2,5 г/дмз продемонстрировала удаление хлоридов на 52, 45, 80 и 82%, соответственно.

Такого типа адсорбенты можно использовать в промышленных масштабах, когда продолжительность процесса некритична: обработка требует минимального количества энергии и проста из-за использования отходов.

Применяющиеся в настоящее время адсорбенты для дехлорирования в основном включают активированный уголь и Bi20з. Хотя активированный уголь может эффективно адсорбировать С1-, его рабочие характеристики не подходят для промышленного применения и, кроме того, восстановление регенерированной жидкости в подобном процессе затруднено.

Bi20з можно использовать в качестве адсорбента для удаления С1- из цинкового элек-

тролита, однако было обнаружено, что эффективная адсорбция происходит только в диапазоне pH от 2 до 5, при pH <2 осадок ВЮС1 начинает растворяться, а при pH >5, эффективность адсорбции С1- падает. Кроме того, при десорбции раствора хлорид натрия отделялся концентрированием при выпаривании, что потребляло много тепловой энергии.

В кислых растворах могут образовываться оксихлориды сурьмы. Чтобы удалить хлорид-ионы из кислых сточных вод, в исследовании [54] в качестве адсорбентов С1- использовались оксиды сурьмы ^Ь20з, ЗЬ20зН20, ЗЬ20бН20, ЭЬ204Н20). Регенерацию загруженного адсорбента проводили раствором на основе NaOH и/или Na2C0з. При этом не только эффективно адсорбировался С1- из хлоридсодержащих сточных вод, но также легко и без нагрева отделялся №С1 в регенерированном растворе.

Адсорбенты добавляли в хлоридсодер-жащие сточные воды в соответствии с мольным соотношением 1,0-4,5 Sb/Cl при перемешивании в течение 0,5-2,5 ч при 20-50°С. Реальные сточные воды содержат 5-15 г/дмз С1- и 0,1-1,5 моль/дмз Н2Э04. Эффективность адсорбции С1- при 20-30°С составляла более 92%, но при подъеме температуры от 30°С до 50°С она начала снижаться, поскольку растворимость оксихлоридов сурьмы увеличивается с повышением температуры.

Также для экспериментов использовались растворы с концентрацией 14,98 г/дмз С1- и 0,51 моль/дмз Н2Э04. В диапазоне мольного отношения Sb/Cl от 1 до 3 эффективность адсорбции С1- увеличивается с 39,33% до 91,90%, при дальнейшем увеличении концентрации сурьмы эффективность адсорбции С1- практически не изменяется.

Таким образом, было установлено, что эффективность адсорбции С1- растет с 83,11% до 91,91% при увеличении продолжительности перемешивания с 0,5 до 2 ч, при дальнейшем перемешивании она остается практически постоянной. А с увеличением концентрации Н2Э04 с 0,02 моль/дмз до 0,53 моль/дмз эффективность адсорбции С1- увеличивается с 7,37 до 91,91%, при дальнейшем увеличении концентрации кислоты эф- 401

фективность адсорбции С1- возрастает незначительно.

В процессе Sb2Oз превращается в Sb4O5Cl2 по реакции:

2Sb2Oз + 2Н+ + 2С1- = Sb4O5Cl2 + Н2О. (11)

При адсорбции С1- концентрация Sb в адсорбированном растворе растет с 21,22 мг/дмз до 281,75 мг/дмз с увеличением концентрации H2SO4 с 0,02 моль/дмз до 1,25 моль/дмз. Допускаем, что растворимость Sb4O5Cl2 увеличивается пропорционально росту кислотности. Сурьма, остающаяся в адсорбированном растворе, делает его экологически небезопасным, к тому же это вызывает излишние расходы на реагенты.

Остаточный Sb в растворе удаляли добавлением адсорбента, переводя соединение сурьмы в осадок. Данный адсорбент получали прокаливанием Sb2O5.H2O на воздухе при 400°С в течение 2 ч, после прокаливания Sb2O5 превратился в Sb6O1з, который можно рассматривать как смесь Sb2Oз и Sb2O5 или соединение Sb2Oз.2Sb2O5. Осаждение Sb(III) происходит относительно быстро, тогда как осаждение Sb(IV) идет очень медленно, и перемешивание в этом случае должно продолжаться не менее 17 ч.

Sb4O5Cl2 можно превратить в Sb2Oз в щелочной среде, поэтому в экспериментах использовали раствор, содержащий NaOH и/или Na2COз, для регенерации загруженного адсорбента по реакции:

Sb4O5a2 + 20Н- = 2Sb2Oз + 2С1- + Н2О. (12)

В целом эффективность адсорбции С1-составляет более 97% при добавлении SЬ2Oз.H2O в соответствии с мольным соотношением Sb/Cl равным 3 в раствор, содержащий 1,25 моль/дмз H2SO4, при комнатной температуре и при перемешивании в течение 2 ч. Концентрации С1- и Sb в адсорбированном растворе составляют 0,38 г/дмз и 281,75 мг/дмз, соответственно. NаCl в регенерированном растворе можно кристаллизовать без нагрева обычным добавлением NaOH.

В [55] авторами описана конкуренция

между сульфатами и хлоридами при адсорбции на алюминии. Было обнаружено, что хлориды адсорбируются лучше, чем сульфаты, предположительно из-за мелкого размера ионов хлора, что связано с их высокой удельной поверхностью. Это позволяет сделать вывод, что комбинация больших пор адсорбента и небольших ионов хлора позволяет практически полностью удалить хлорид [56].

Цеолиты - это микропористые алюмосиликаты с трехмерной структурой, содержащие множество каналов и пор. Из-за их более низкой цены, доступности, разнообразия и способности молекулярного просеивания цеолиты находились в центре внимания исследований по удалению катионных и анионных ионов. Однако при удалении анионов из раствора их адсорбционная способность оказалась ограничена. А положительные ионы в каналах и порах сети легко заменяются другими катионами. Поэтому для модификации цеолита с целью увеличения адсорбционной способности применяли поливалентные металлы (например, La, А1, Zr и т.д.). Активированный оксид алюминия обладает хорошими адсорбционными характеристиками для удаления хлорида в широком диапазоне рН, большая удельная площадь поверхности открывает больше активных центров. Кроме этого, активированный АЬОз имеет высокую эффективность адсорбции.

Гидроксид алюминия является основным гидроксидом, который имеет низкую стоимость и может использоваться в крупномасштабном производстве. В последние годы исследователи потратили много усилий на улучшение его структуры. Уникальная структура слоистых двойных гидроксидов и то, что они не образуют химического осадка в процессе адсорбции, дают им значительное преимущество перед другими сорбентами. Например, авторы [57] исследовали удаление хлорид-иона с помощью слоистых двойных гидроксидов (СДГ), содержащих нитрат, для обмена анионами. В частности, особенно эффективно было применение NOз-СДГ с молярным соотношением Zn/Al = 2.

Для удаления С1- из сточных вод в [58-61] использовали оксид магния-алюминия (оксид

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

Mg-Al). Удаление хлорид-иона изучали также прокаленным СДГ MgAl-СОз. В [37] и СДГ ZnAl-NÜ3 [57]. Но следует отметить, что дозировка этих реагентов при удалении хлорид-ионов часто высока из-за существенного размера частиц и не всегда подходящей морфологии. Более того, только некоторые из образующихся осадков, подобно Mgi-xAlx(OH)2(Cl)x и Ca2Al(OH)eCl, могут быть использованы повторно после удаления Cl-.

Как показала апробация, удаление анионов из высокощелочных растворов дорого и довольно сложно. Что касается влияния среды, авторы в [62] исследовали удаление хлоридов из растворов с различными катионами с помощью оксида магния и алюминия. Авторы также обсудили удаление хлорида из HCl, AlCl3, CaCl2, NH4CI и NaCl и пришли к выводу, что увеличение количества MgAlO увеличивает удаление Cl- из раствора.

Как известно, в промышленных электролитах присутствует гораздо больше Mn2+ (в 10-20 раз больше, чем Cl-) [63, 64], которые потребляют неприемлемое количество окислителей и делают процесс нерентабельным.

Адсорбент биомассы получают из дешевых и легкодоступных природных материалов, которые содержат многофункциональные группы. Например, авторы работы [51] для очистки сточных вод использовали биомассу и пришли к выводу, что можно удалить 30-34% хлорида [51, 65, 66]. В качестве биоадсорбентов опробованы такие материалы, как костный уголь (обычный и активированный), сельскохозяйственные, пищевые отходы и угли из них. Угольные сорбенты показали отличную адсорбционную способность и стабильность.

Гетит-процесс, основанный на удалении железа без каких-либо дополнительных процессов, отличается от других методов, а удаление железа является необходимой ступенью в гидрометаллургии цинка. Благодаря этой особенности метод осаждения железа популярен, поскольку может значительно упростить процесс гидрометаллургической переработки цинка, а также одновременно

удалить фтор и хлор за счет соосаждения Р- и С1-.

В статье [67] авторами проведен анализ влияния основных факторов, таких как температура реакции, скорость добавления выщелачивающей жидкости, значение рН и концентрации железа, а также F- и С1- в растворе. Экспериментальные результаты после обработки электролита, содержащего 120 г/дмз цинка и 405 мг/дмз хлорид-иона, демонстрируют, что гетит-процесс может эффективно удалять фторид- и хлорид-ионы при дополнительном использовании известкового молока в качестве нейтрализующего реагента для образования CaF2. Степень удаления Р- и С1- составила до 80 и 38,6%, соответственно. Скорость удаления хлорид-ионов относительно мала при высоком рН, низкий рН благоприятен для протонирования гид-роксильной группы на поверхности гетита, что вызывает более положительные заряды на поверхности, способствуя адсорбции анионов. Таким образом, степень дехлорирования максимальна при значении pH около 2,7.

Чтобы получить высокую эффективность удаления железа и низкое содержание цинка в шлаке, значение рН следует поддерживать на уровне 3,0. Кроме того, адсорбционная способность гетита по хлору ограничена; поскольку кристаллы гетита имеют относительно небольшую удельную поверхность.

Поэтому для эффективного снижения концентрации хлорид-иона в цинковом электролите следует рассмотреть иной метод очистки. Экономически привлекательно выборочно удалять С1- непосредственно из отработанных растворов, особенно с помощью подхода, не требующего дополнительных химикатов и примесей.

Электрохимические методы. Другие исследователи для дехлорирования сточных вод применяли ионообменные и электрохимические методы6 [2, 68-71]. Например, в работе [2] авторами приведены результаты изучения удаления хлорид-ионов из смоделированного цинкового электролита электрохимическим методом, который основан на

6Mustafa S.F. Removal of chloride from wastewater by advanced softening process using electrochemically generated aluminum hydroxide: dissertation, 2014. 69 p.

образовании нерастворимого в кислоте осадка CuCl в ячейке. Однако при оптимальных условиях процесса содержание хлорид-ионов можно снизить только в диапазоне с 300 мг/дм3 до 136 мг/дм3. Результаты показывают, что степень дехлорирования сильно зависит от потенциала анода, мощности ультразвукового перемешивания и продолжительности реакции. Эта степень также уменьшается с повышением температуры и достигает 54,5% при анодном потенциале 0,6 В и перемешивании под действием ультразвука 50 Вт в течение 3 ч [72]. Этот метод имеет ряд недостатков, среди которых низкая производительность.

Диффузионный диализ. Также были разработаны мембранные процессы, такие как электродиализ (ЭД) [73], либо с моновалентными селективными ионообменными мембранами (от англ. Ion Exchange Membranes IEM) [74], либо с обычными IEM с помощью мембран нанофильтрации (НФ) [75, 76]. С практической точки зрения непрерывный диализ намного привлекательнее, чем диализ с периодическим режимом работы, из-за простоты настройки системы и рабочих процедур.

Однако по мере увеличения концентрации солевого раствора производительность этих процессов резко снижается и практически неэффективна в высококонцентрированных по сульфат-иону цинковых электролитах (~ 320 г/дм3 для SO42-) [77, 78]. Плотность поверхностного заряда двухвалентного иона с зарядом 2- выше, чем у одновалентного иона Cl-, что приводит к большему радиусу гидратации, а затем к более низкой проницаемости мембран в сульфатном растворе.

Для очистки смешанных растворов ZnCl2+ZnSO4 от хлоридов с использованием мембран среди электрохимических методов удаления хлоридов представляет интерес метод электродиализа [79]. Исследовали электродиалитическое превращение хлорида цинка в сульфат цинка для решения проблемы хлорид-иона в гидрометаллургии цинка. В итоге они разработали одностадийный процесс электродиализа, который можно использовать для получения сульфатных цинковых растворов, в которых исходную кон-

центрацию хлоридов можно снизить до 0,09 г/дм3. Коммерческая реализация этого метода затруднена из-за сложной конструкции оборудования и относительно высокой стоимости мембран.

Был предложен подход к селективному удалению галогенидов из отработанного цинкового электролита с помощью диффузионного диализа (от англ. Diffusion Dialysis DD) [80] с применением анионообменной мембраны (стандарт TWDDA). В отличие от обычного процесса DD, в котором кислота всегда регенерируется для повторного использования, вместо этого разбавленная H2SO4 обрабатывалась как элюент для удаления отходов. При этом в отходящем потоке наблюдалось неожиданное обогащение гало-генидными примесями. Однако, хотя очевидна селективность (~ 2,7 для Cl- и ~ 1,5 для общего F- по сравнению с общим SO42- при оптимальной интенсивности потока), потеря SO42- по сравнению с удаленным Cl- остается существенной. В настоящее время по-прежнему чрезвычайно сложно добиться селективности по проницаемости между ионами с одинаковым знаком заряда. Чтобы достичь этого, предпринимаются огромные усилия, в основном сосредоточенные на разработке новых мембран, устанавливаемых на выходе сырьевого потока.

Фактически всегда существует компромисс между степенью удаления примесных ионов и селективностью их разделения. Невозможно одновременно добиться высокой степени удаления и высокой селективности. Положительным моментом является то, что в большинстве практических ситуаций очистки от примесей (как селективное дехлорирование из сульфатного электролита в гидрометаллургии [80]) обязательно нужно удалить только часть примесей, далее остается поддерживать остаточную концентрацию в допустимых рабочих пределах. Все электрохимические методы дехлорирования сульфатных электролитов показали недостаточную эффективность для последующей электроэкстракции цинка.

Экстракция. Наилучшие результаты по удалению хлоридов из сульфатных растворов были получены при использовании мето-

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

дов экстракции. В основном изучалась экстракция галогенидов третичными органическими аминами (R3N). В качестве экстраген-тов использовали триалкиламин фракции С7 - С9 [81] или аламин 336 [82]. Во всех случаях экстракция была удовлетворительной, и отгонка хлоридов происходила при использовании щелочных реагентов NaOH [81] или NH4OH [82].

К недостаткам использования аминов можно отнести высокую степень извлечения серной кислоты, которая превращает экстра-гент в сульфатную (R3NH)2SO4 или бисуль-фатную (R3NH)HS04 формы. Кроме того, увеличение концентрации серной кислоты в растворе привело к снижению экстракции хлорида, что было связано с протекающей конкурентной реакцией между бисульфатом и хлоридом для экстрагента.

Хорошие результаты по очистке цинковых растворов от хлорид-иона получены при использовании в качестве экстрагента оксида триалкилфосфина [83]. Помимо того, что было проведено эффективное удаление хлоридов, экстракция не зависела от pH в широком диапазоне концентраций H2SO4, а степень извлечения самой кислоты была низкой (<16%), что обеспечивает выгодное различие для систем TRPO по сравнению с третичными аминными системами [82]. Однако попытка отделить хлорид (и, следовательно, хлорид цинка) щелочными растворами (NaOH, Na2C03) оказалась безуспешной из-за образования осадков карбоната или гидроксида цинка. В то же время происходило образование практически неразрушимых эмульсий, что полностью нарушало технологический процесс [83].

Кроме органических аминов, для удаления хлоридов можно использовать нейтральные фосфорорганические экстрагенты, в частности трибутилфосфат [84]. Существенным недостатком этого метода является необходимость введения большого количества серной кислоты (200-500 г/дм3) в цинковый раствор перед экстракцией, что практически невозможно в существующих процессах производства цинка.

В работе [85] найден новый метод извлечения хлоридов из сульфатных цинковых

растворов смесями ТРР0 и СУДМБХ 272. Было доказано, что:

1. Эффективное удаление хлоридов (в форме ZnCl2) происходит в широком диапазоне концентраций серной кислоты, степень извлечения самой кислоты невысока и не превышает 12,1%.

2. Введение фосфорорганических кислот D2EHPA или CYANEX 272 в органическую фазу, содержащую TRPO, приводит к некоторому снижению экстракции хлоридов, что связано с образованием Н-комплексов между TRPO и HR. В смесях, содержащих CYANEX 272, удаление хлоридов всегда выше, чем в присутствии D2EHPA; при этом смесь TRPO + CYANEX 272 + ТВР в керосине является оптимальной системой экстракции.

3. Для доведения рН до конечного значения 6,0-7,0 достаточно стехиометрического количества гидроксида натрия. Таким образом, происходит разделение хлорид-ионов и цинка; хлорид почти полностью переходит в водную фазу, а цинк остается в органической фазе в виде диалкилфосфината цинка.

4. Удаление цинка из органической фазы легко осуществляется растворами серной кислоты, требуется стехиометрическое количество серной кислоты с концентрацией 50100 г/дмз в 2 этапа. Раствор экстрагента возвращают в цикл экстракции.

Облучение ультрафиолетом. Помимо этого, был разработан улучшенный метод удаления хлора из сильнокислых сточных вод с помощью ультрафиолета (УФ) [86].

При облучении УФ-излучением было удалено 95% исходного С1-, а остаточная концентрация хлорид-иона снизилась до менее 50 мг/дмз. Механизм удаления С1- приписывают фотокатализу СиС1 под УФ-облучением. Но ввиду высокой стоимости порошка Си этот метод имеет широкое применение только в отраслях промышленности, производящих медные полупродукты.

Известно, что соединения В^У) обладают чрезвычайно высокой окислительной способностью. В кислых условиях электродный потенциал ВЮз-/ВР+ составляет 1,59 В, что выше 1,36 В для СШ- и указывает на возможность окисления С1- с образованием С12 с использованием NaBiOз в сильнокислых сточ-

ных водах и ВР+, восстановленный из сточных вод в концентрат NaOH/NaCl.

В исследованиях [87] было предложено удалить С1- из сильнокислых сточных вод с использованием Bi2Oз при УФ-облучении. В этих условиях из С1- могут образоваться радикалы С1, а затем они объединяются с образованием газообразного С12 и реагируют с В120з с образованием осадков ВЮС1, соответственно. В обоих вышеупомянутых методах h+*, образующаяся в фотокаталитической реакции под УФ-облучением, играет основную роль в окислении С1-.

Окисление. Широко исследована реакция между хлорид-ионами и озоном в водных растворах [88-91]. Долгое время, изучая кинетику взаимодействия между озоном и С1- в кислых растворах, Леванов и др. [92-95] обнаружили, что ионы водорода и некоторые ионы переходных металлов могут значительно ускорить реакцию.

При гидрометаллургическом производстве цинка сульфатный цинковый электролит обычно содержит ионы 2п(И) - 40-80 г/дмз, Н2Э04 - 120-200 г/дмз, С1- - 30-1000 мг/дмз и Мп(И) - 2-5 г/дмз. Неизвестно, возможна ли реакция озона с хлорид-ионом при его низкой концентрации, поэтому в работе [72] определяли влияние каждого из этих компонентов на дехлорирование варьированием параметров взаимодействия. В данном исследовании уточнялось влияние различных факторов процесса, включая поток газа О2, температуру и продолжительность реакции, концентрацию Н2Э04 и ZnSO4, а также наличие Мп(И) на дехлорирование из смоделированного сульфатного цинкового электролита при начальной концентрации хлорида 300 мг/дмз.

Общую реакцию можно представить следующим образом:

2С1- + 0з + 2Н+ ^ О2 +С12 + Н2О. (13)

Взаимодействие озона с С1- в моделированном цинковом электролите представляет собой многофазную реакцию газ-жидкость.

С увеличением концентрации серной кислоты остаточный хлорид быстро снижался. Это связано с тем, что Н+ участвует в реакции озона с хлоридом и концентрация свободных ионов Н+ возрастает, что ускоряет реакцию. Напротив, с увеличением концентрации ZnSO4 возрастает кинематическая вязкость, что замедляет скорость массопе-реноса реакционноспособных ионов. Кроме того, добавление сульфата цинка увеличивает концентрацию SO42- в электролитах, что препятствует вторичной ионизации Н2Э04.

На основе стандартного электродного потенциала реакций полуэлементов ф, В (реакции 14-18), и отчетов о реакциях между озоном, хлоридом и ионами марганца [92,96-97], был предложен механизм реакции дехлорирования в присутствии Мп(И):

Мп02(ж) + 4Н+ + 2е- ^ Мп2+ + 2№0,

фе = 1,23 В; (14)

Мп04- + 4Н+ + Зе- ^ Мп02(ж) + 2№0,

фе = 1,685 В; (15)

Мп04- + 8Н+ + 5е- ^ Мп2+ + 4Н20,

фе = 1,51 В; (16)

0з(г) + 2Н+ + 2е- ^ 02(г) + Н20,

фе = 2,07 В; (17)

С12(г) + 2е- ^ 2С1-, фе = 1,36 В. (18)

По реакции озона с ионами хлора в кислых растворах происходит координационный катализ и катализ с переносом заряда. Лимитирующей стадией будет реакция:

З0з + 2Мп02 + Н20 ^

2Мп04- + З02(г) + 2Н+. (19)

*под 1л+ понимается вакансия («дырка»), образующаяся после миграции электрона (е-) в зону проводимости в результате протекания окислительно-восстановительных реакций.

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

Упрощенная реакция в кислом растворе записывается как

2МП04- + 10С1- + 16Н+ ^ 5С12(г) + 2Мп2+ + 8Н20. (20)

Стадия ускорения:

0з + Мп2+ + Н20 ^

Мп02(тв) + 02(г) + 2Н+. (21)

Для катализа с переносом заряда ион металла сначала окисляется озоном. Если окислительно-восстановительный потенциал пары ионов металла выше, чем СЫС1-, реакция иона металла с ионами хлора будет возможна и она обычно быстрее, чем реакция озона с ионами хлора, поскольку первая реакция является гомогенной, а вторая - гетерогенной.

В исследовании выяснили, что для дехлорирования благоприятны увеличение продолжительности барботирования и высокая температура реакции, и получили следующие оптимальные условия дехлорирования при окислении озоном в отсутствие Мп(11): скорость потока кислорода - 0,4 л/мин, концентрация Н2Э04 - 160 г/дмз, концентрация ионов Zn(II) - 40 г/дмз, температура реакции - 70°С, продолжительность реакции -120 мин. В этих условиях концентрация С1- в сульфатном цинковом электролите снижалась с 300 до 5 мг/дмз.

К улучшению дехлорирования приводит повышение содержания ионов водорода, как и ионов марганца в электролите. Окисление хлорид-ионов озоном сопровождалось одновременным окислением ионов Мп(11) и его оксида Мп02, причем продолжительность реакции последнего была меньше 9 мин. В цинковой гидрометаллургии сульфатный цинковый электролит обычно содержит приблизительно 3 г/дмз Мп(11), который вводится при удалении двухвалентного железа с использованием пиролюзита. Остаточная концентрация хлорида в отсутствии Мп(11) составляла всего 85 мг/дмз за 40 мин, в то время как при добавлении ионов Мп(11) это значе-

ние быстро снижалось до 10 мг/дмз. Было замечено, что в присутствии ионов Мп(11), как только раствор был барботирован газообразным озоном, электролит становился пурпурным и на начальной стадии образовывался черный осадок, полностью исчезавший через 120 мин.

Окисление с осаждением. Вэнью Доу с соавторами [98] провели анализ факторов, влияющих на удаление С1- с помощью №ВЮз. Выяснили, что при стехиометриче-ской дозировке NaBiOз к хлорид-ионам 1:3 и температуре 30°С из сильнокислых сточных вод, содержащих 2300 мг/дмз С1- и 40 г/дмз Н2Э04, через 60 мин обработки эффективность удаления С1- достигла 98,1%, при этом конечная концентрация хлорид-иона составила 43,7 мг/дмз:

ВЮз + 6Н+ + 2е- ^ ВР+ + зН20; (22)

2№ВЮз + 2Н+ ^ Bi20з + 02 + 2№+ + Н20;(2з)

С12 + 2NaOH ^ NaCl + №СЮ + Н20; (24)

2Bi3+ + ЭH2S ^ Bi2Sз(тв) + 6Н+; (25)

ВР+ + С1- + Н2О ^ BiOCl + 2Н+. (26)

В результате реакции, приведенной в уравнении (26), единственным твердым продуктом очистки был ВЮС1, что доказал спектр рентгенофазового анализа.

№ВЮз + 2С1- + 6Н+ ^

ВР+ + 2С1- + 3Н20 + №+; (27)

NaBi0з + 4Н+ ^ Bi3+ +

+ 20Н- + Н20 + Na+; (28)

Н+ + С1- + 0Н- ^ С1- + Н20; (29)

С1- + С1- ^ С12; (30)

NaBi0з + 3С1- + 4Н+ ^ BiOCl +

С12 + 2Н20 + Na+; (31)

2ВЮС1 + 2NaOH ^ Bi20з + 2№С! + №0; (З2) В120з + 2№СЮ + 2№0Н + + ЗН2О ^ 2NaBi0з.2H20 + 2№С!. (ЗЗ)

Конечным соединением при дехлорировании будет BiOCl, имеющий низкую константу растворимости 1,8*10-31.

Преимуществом данного метода очистки является то, что на дехлорирование явно не повлияло наличие сосуществующих ионов. Очевидно, что основные ионы металлов, содержащиеся в реальных сточных водах и электролитах, это Zn2+, Рез+ и Си2+. Эти ионы металлов не окисляются NaBiOз и не осаждаются ВР+. Кроме того, хотя существует возможность окисления фторид-иона NaBiOз, довольно низкая концентрация F- практически не влияет на удаление С1-.

Хлорид-ион удаляли двумя способами:

1. С!- окисляли с образованием газообразного С12.

2. В1з+, продукт восстановления ВЮ-, реагировал с Н2О и С1- с образованием осадков ВЮС!.

Почти весь ВЮС1 можно преобразовать в регенерированный NaBiOз после обработки с использованием абсорбирующего раствора NaOH для С12. Достигнутая эффективность дехлорирования при использовании регенерированного NaBiOз составила 97,8%.

Остаточная концентрация ВР+ в сточных водах после удаления С!- составила 117,5 мг/дмз. Чтобы избежать потерь реагента и вторичного загрязнения, для удаления остаточного В1з+ в виде осадков В12Эз в сточные воды вводили Н2Э; таким образом, через 40 мин обработки концентрация В1з+ была снижена до 1,21 мг/дмз.

Окисление с полупроводниковыми кристаллами. Квантовые точки (КТ) представляют собой полупроводниковые нано-кристаллы с размером диаметра в диапазоне 2-10 нм. Из-за крайне малого размера КТ удельная площадь их поверхности очень велика. Также внимание ученых привлекают двумерные материалы с одно- и многослойной атомной структурой, которая может обеспечить превосходную реакционную ак-

тивность. Если дехлорирующий агент будет присутствовать в форме квантовых точек или 2й-материалов, их расход значительно снизится, продолжительность удаления С1- сократится, в то время как эффективность удаления возрастет.

Исследователи выяснили, что этот эффект достигается с помощью оксидов на основе В^Ш) [99], и тогда реакцию удаления С1-можно выразить как

В120з + 2Н+ + 2С!- = 2ВЮС! + Н20. (З4)

Авторы [100] проверили эту теорию. Первоначально они синтезировали реагент Bi20з, состоящий из квантовых точек Bi20з и 2D-хлопьев.

Дехлорирование концентрированного раствора исследовали при различных значениях рН, равных 1, 3, 5 и 7. Неразбавленный раствор после выщелачивания содержал С1-с начальной концентрацией 2491 мг/дмз. К нему добавляли Bi20з в молярном соотношении ВР+:С!-=1:1. Степень удаления хлорид-иона после перемешивания в течение 8 ч составила 59,3, 9,1, 10,7 и 5,8%, соответственно.

В оптимальных условиях при рН = 1 была получена максимальная степень удаления С!- - 61,8%, кроме того, образовывался осадок остаточного Bi20з, покрытого ВЮС1. Диаграммы рентгенофазового анализа показали, что после удаления С1- поверхность становится более шероховатой, и на ней образуется множество наностержней ВЮС1. Исследователи в работе [101] предположили, что В1З+ сначала растворялись из Bi20з с помощью Н+ с образованием ВЮ+, который затем реагировал с С1- с образованием ВЮС1.

Для дальнейшего повышения дехлорирования синтезировали магнетитовый композит ВьД содержащий кристаллические фазы В120з, В12бРе040 и ВИ2ТЮ20. В12бРе040 образуется в результате реакции между Bi20з и избытком Fe, Ви2ТЮ20 - в результате реакции между Bi20з и ТЮ2. Соотношение фаз Bi20з и В12бРе040/В112Т1020 было равно 41,1 и 58,9% масс. Реакции удаления хлорид-ионов маг-нетитовым композитом ВьТ могут происходить следующим образом:

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

2Bi25РeO40 + 54Н+ + 50С1- = = 50ВЮС1 + Ре20з + 27Н20; (35) Bi12TiO20 + 12Н+ + 12С1- = = 12Bi0Cl + Ti02 + 6Н20. (36)

В тех же оптимальных условиях, что и для Bi20з, была достигнута степень удаления 66,1%. Bi25РeO40 и Bi12TiO20 имеют форму тонких пластинок. Изменение морфологии композита после удаления С1- подобно изменению Bi20з, однако эффективность дехлорирования отличалась. Возможно, причина в том, что кристаллические фазы композитов менее стабильны, чем Bi20з.

При увеличении молярного соотношения Bi3+:Cl- до 2:1 степень удаления С1- достигла 91,6%. Это свидетельствует о многообещающей перспективе применения новых материалов для удаления хлорид-ионов из растворов.

Окисление с участием полистирола.

В настоящее время для разложения органических загрязнителей широко используется усовершенствованное окисление на основе полистирола, но по удалению неорганических загрязнителей было проведено недостаточно исследований [102-105].

В работе [106] предложен эффективный метод удаления С1- из сильнокислых сточных вод заводов по производству металлических цинка, меди и никеля с использованием полистирола.

Дозировка полистирола была установлена при молярном отношении полистирола к С1- в интервале от 1,0/2,0 до 1,2/2,0. Активированный полистирол может удалить более 96% исходного хлорид-иона из реальных сточных вод производства цветных металлов и снизить остаточный С1- до уровня ниже 158 мг/дм3, что удовлетворяет требованию концентрации хлорид-иона при переработке. Кроме того, был уточнен механизм реакции между С1- и полистиролом, характерный для сильнокислых сточных вод. Действие высококонцентрированного Н+ проходит через всю реакцию между С1- и полистиролом. Он играет каталитическую роль в термической акти-

вации полистирола и прекращает реакцию между хлорид-ионом и свободными радикалами на стадии обратного гидролиза С12, что в конечном итоге ускоряет выход С12. Доли участия радикалов 0Н- и ^042- в дехлорировании определили как 67,4 и 32,6%, соответственно. Выявленный механизм удаления С1- в сильнокислых условиях может помочь в разработке эффективных способов дехлорирования сточных вод и растворов в других отраслях промышленности.

Данные способы позволяют удалить только часть С1- из электролита за один цикл. Для избавления от всего хлорид-иона (примерно >95%) понадобится многоступенчатая обработка, что с точки зрения затрат не всегда экономически оправданно.

Некоторые методы, опробованные для дехлорирования, довольно необычны -например, метод улетучивания водорода [107].

В целом показатели этих экзотических для цинкового производства процессов слишком низкие для реализации в промышленности. Несмотря на большое количество экспериментальных разработок, согласно публикациям, подавляющее число методик не нашло реализации в промышленном масштабе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Пыли электродуговой плавки считаются токсичными отходами из-за высокого содержания оксидов тяжелых металлов, таких как оксиды цинка и свинца, а также железа в комбинации с хлорсодержащими солями. Проблема накопления твердых техногенных отходов с повышенным содержанием галоге-нидов, потенциально ценных в качестве вторичных источников цветных металлов (цинка, свинца, марганца и др.), побудила многих исследователей к поиску способов безопасной переработки пыли ЭДП, где будет достигнуто высокое извлечение цинка и в то же время снижено негативное влияние хлорид-иона на процесс.

Выбор подходящего электролита - одна из серьезных проблем, с которой сегодня сталкивается цинковая промышленность. Разнообразные исследования концентриро-

вались как на поиске методов очистки технологических растворов, так и на подборе усовершенствованного электролита для производства металлического цинка. Однако на практике у большинства способов очистки есть существенные ограничения, такие как строгие требования к кислотности обрабатываемого раствора, недостаточная эффективность, вторичное загрязнение среды и высокая стоимость реагентов или используемого оборудования.

Методы осаждения и коагуляции обладают относительно невысокой эффективностью удаления хлорид-ионов, которые не всегда подходят для промышленного дехлорирования растворов с высокими требованиями к чистоте электролита. Тем не менее при реализации на практике методы осаждения и адсорбции продемонстрировали простоту в эксплуатации, кроме того, они имеют доступную стоимость.

Методы ионного обмена и мембранного разделения являются несложными, но дорогостоящими, они требуют более квалифицированного обсуживающего персонала. Мембраны в процессе удаления хлоридов не взаимодействует с ионами и не требуют использования токсичных химикатов, а также могут эффективно работать в широком диапазоне рН. Однако обработка с использованием мембранной технологии не подходит для растворов с высокой концентрацией солей и полностью растворенными твердыми частицами, а также с легким загрязнением мембраны. При дехлорировании ионообменным способом наличие в электролите сульфат-ионов приводит к ионной конкуренции, которая быстро влияет на ионообменную адсорбционную колонку и снижает эффективность удаления примесей.

Одним из перспективных методов очистки от хлорида считается адсорбция с использованием композитных материалов на основе алюминия или углерода. Адсорбция имеет преимущества ввиду невысокой стоимости материалов, контролируемых рабочих условий, возможности регенерации применяющихся адсорбентов. Доказано, что некоторые адсорбенты обладают хорошей адсорбционной способностью и эффективностью. Одна-

ко при практическом применении следует учитывать влияние стоимости приготовления адсорбентов, сложности их приготовления, большого количества присутствующих в электролитах веществ и конкурентоспособных ионов, температуры, рН, возможности повторного использования адсорбентов, стабильности осадков и других факторов.

В процессе гидрометаллургического получения цинка концентрации фторид- и хлорид-ионов в сульфатном цинковом растворе можно эффективно снизить, контролируя условия удаления железа в гетит-процессе. Поскольку удаление железа является необходимым в гидрометаллургии цинка, подобное удаление F- и С1- может не только упростить технологическую цепочку, но также не требует дополнительных инвестиций. Таким образом, среди методов осаждения именно гетит-процесс имеет существенные экономические преимущества, а также эффективную способность удалять F- и С1-.

Что касается электрохимических и окислительных методов, следует учитывать их экономическую целесообразность, которая в основном не оправдана из-за высоких затрат.

Следовательно, для очистки реальных промышленных электролитов необходимы передовые технологии. Разработка крупномасштабных, устойчивых и недорогих гибридных технологий может решить недостатки существующих процессов. Например, сочетание адсорбционной и электрохимической технологии, а также сочетание адсорбционной технологии и мембранного разделения и т.д.

Современная цинковая промышленность нуждается в оптимальном способе переработки пыли ЭДП. Поскольку для гидрометаллургических технологий критически важным является химический состав сырья, каждое отдельное производство требует апробации выбранной методики в зависимости от пыли конкретного вида, с детальной экспериментальной проработкой процесса в различных условиях и использованием инструментальных методов анализа. Необходимость выбора подходящей технологии имеет огромное значение как с экологической, так и с экономической точек зрения.

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

Список источников

1. Перескока В.В., Камкина Л.В., Пройдак Ю.С., Стовпченко А.П., Квичанская М.И. Восстановительно-тепловая обработка пыли электрофильтров дуговой сталеплавильной печи // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2010. № 21. С. 13-16.

2. Wu Xuelian, Liu Zhongqing, Liu Xu. Chloride ion removal from Zinc sulfate aqueous solution by electrochemical method // Hydrometallurgy. 2013. Vol. 134-135. Р. 62-65. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2013.01.017.

3. Chen Wei-Sheng, Shen Yun-Hwei, Tsai Min-Shing, Chang Fang-Chih. Removal of chloride from electric arc furnace dust // Journal of Hazardous Materials. 2011. Vol. 190. Iss. 1-3. Р. 639-644. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.096.

4. Стовпченко А.П., Камкина Л.В., Пройдак Ю.С., Деревянченко И.В., Кучеренко О.Л., Бондаренко М.Ю. Теоретические и экспериментальные исследования состава и восстановимости пыли дуговых сталеплавильных печей // Электрометаллургия. 2009. № 8. С. 29-36.

5. Wei Yu-Ling, Lin Chang-Yuan, Wang H. Paul. Detoxification of hazardous dust with marine sediment // Marine pollution bulletin. 2014. Vol. 85. Iss. 2. Р. 810-815. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2014.01.016.

6. Tsubouchi N., Hashimoto H., Ohtaka N., Ohtsuka Ya. Chemical characterization of dust particles recovered from bag filters of electric arc furnaces for steelmaking: some factors influencing the formation of hexachlorobenzene // Journal of Hazardous Materials. 2010. Vol. 183. Iss. 1-3. Р. 116-124. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.06.122.

7. Lee Gye-Seung, Song Young Jun. Recycling EAF dust by heat treatment with PVC // Minerals Engineering. 2007. Vol. 20. Iss. 8. Р. 739-746. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2007.03.001.

8. Doronin I.E., Svyazhin A.G. Properties of steelmaking dust and the mechanism of its formation // Metallurgist. 2012. Vol. 55. Iss. 11-12. Р. 879-886. https://doi.org/10.1007/s11015-012-9517-8.

9. Lin Xiaolong, Peng Zhiwei, Yan Jiaxing, Li Zhizhong, Hwang Jiann-Yang, Zhang Yuanbo, Li Guanghui, Jiang Tao. Pyrometallurgical recycling of electric arc furnace dust // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 149. Р. 1079-1100. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2017.02.128.

10. Паньшин А.М., Леонтьев Л.И., Козлов П.А., Дюбанов В.Г., Затонский А.В., Ивакин Д.А. Технология переработки пыли электродуговых печей ОАО «Северсталь» в вельцкомплексе ОАО «ЧЦЗ» // Экология и промышленность России. 2012. № 11. С. 4-6. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2012-11-4-6.

11. Пат. № 2617086, Российская Федерация, C22B. Способ селективного извлечения оксида железа и оксида цинка из шламов и пылей газоочисток металлургических агрегатов / Г.А. Фарнасов, В.И. Ковалев, И.Ф. Курунов, А.М. Бижанов, И.Н. Вершинин; заявители и патентообладатели Г.А. Фарнасов, А.М. Бижанов. Заявл. 11.03.2016; опубл. 19.04.2017. Бюл. № 10.

12. Yakornov S.A., Panshin A.M., Kozlov P.A., Ivakin D.A. Modern state of leaching technologies for ferrous metal dusts and their pyrometallurgical processing products (acid, ammonium and alkaline technologies) // Цветные металлы. 2017. № 5. С. 37-43. https://doi.org/10.17580/tsm.2017.05.05.

13. Kukurugya F., Havlik T., Kekki A., Forsen O. Characterization of dusts from three types of stainless steel production equipment // Metall. 2013. Vol. 67. Iss. 4. Р. 154-159.

14. Qu Fulai, Zhang Jinkai, Liu Guirong, Zhao Shunbo. Experimental study on chloride ion diffusion in concrete affected by exposure conditions // Materials. 2022. Vol. 15. Iss. 8. Р. 2917. https://doi.org/10.3390/ma15082917.

15. Guresin N., Topkaya Y.A. Dechlorination of a zinc dross // Hydrometallurgy. 1998. Vol. 49. Iss. 1 -2. Р. 179-187. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(98)00012-7.

16. Gao Xingbao, Wang Wei, Ye Tunmin, Wang Feng, Lan Yuxin. Utilization of washed MSWI fly ash as partial cement substitute with the addition of dithiocarbamic chelate // Journal of Environmental Management. 2008. Vol. 88. Iss. 2. Р. 293-299. https://doi.org/10.1016/jJenvman.2007.02.008.

17. Ruiz O., Clemente C., Alonso M., Alguacil F.J. Recycling of an electric arc furnace flue dust to obtain high grade ZnO // Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 141. Iss. 1. Р. 33-36. https://doi.org/10.1016/jJhazmat.2006.06.079.

18. Patent no. 5912402A, United States of America. Metallurgical dust recycle process / W.F. Drinkard, Jr.H.J. Woerner. Filed 30.10.1995; publ. 15.06.1999.

19. Паньшин А.М., Шакирзянов Р.М., Избрехт П.А., Затонский А.В. Основные направления совершенствования производства цинка на ОАО «Челябинский цинковый завод» // Цветные металлы. 2015. № 5. С. 19-21. https://doi.org/10.17580/tsm.2015.05.03.

20. Li Chung-Lee, Tsai Min-Shing. A crystal phase study of zinc hydroxide chloride in electric-arc-furnace dust // Journal of Materials Science. 1993. Vol. 28. Iss. 17. P. 4562-4570. https://doi.org/10.1007/BF00414243.

21. Kemp D., Bond C.J., Franks D.M., Cote C. Mining, water and human rights: making the connection // Journal of Cleaner Production. 2010. Vol. 18. Iss. 15. Р. 1553-1562. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2010.06.008.

22. Machado J.G.M.S., Brehm F.A., Moraes C.A.M., Santos C.A., Vilela A.C.F., Cunha J.B.M. Char-acterization study of electric arc furnace dust phases // Materials Research. 2006. Vol. 136. Iss. 3. P. 953-960. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000100009.

23. Найманбаев М.А., Лохова Н.Г., Балтабекова Ж.А., Баркытова Б.Н. О возможности переработки цинксодержа-щих пылей ЗСМК и Северстали с рудой месторождения Шаймерден // Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований: тр. III Конгр. с междунар.

2023;27(2):392-421

участием и Конференции молодых ученых V Форума «Уральский рынок лома, промышленных и коммунальных отходов» (г. Екатеринбург, 5-9 июня 2017 г.). Екатеринбург: УрО РАН, 2017. С. 178-182.

24. Cruells M., Roca A., Nunez C. Electric arc furnace flue dusts: characterization and leaching with sulphuric acid // Hy-drometallurgy. 1992. Vol. 31. Iss. 3. P. 213-231. https://doi.org/10.1016/0304-386X(92)90119-K

25. Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка. М.: Металлургия, 1981. 384 р.

26. Wang Yurong, Zhou Yang, Wang Wenchang, Chen Zhidong. Sustained deposition of silver on copper surface from choline chloride aqueous solution // Journal of the Electrochemical Society. 2013. Vol. 160. Iss. 3. Р. D119-D123. https://doi.org/10.1149/2.012304jes.

27. Jian Wen. Study on the choice of dechlorination in the production of electric zinc of Jinshi metallurgy chemical plant // Hunan Nonferrous Metall. 2008. Vol. 24. Р. 34-36.

28. Yan Huan, Chai Li-yuan, Peng Bing, Li Mi, Peng Ning, Hou Dong-ke. A novel method to recover zinc and iron from zinc leaching residue // Minerals Engineering. 2014. Vol. 55. P. 103-110. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.09.015.

29. Козлов П.А., Затонский А.В., Паньшин А.М. Исследования и разработка технологии по удалению примесей из вельц-окиси, полученной после переработки пылей электродуговых печей (ЭДП) // Металлургия-интехэко-2011: матер. IV Междунар. конф. (г. Москва, 29-30 марта 2011 г.). М., 2012. С. 126-131.

30. Havlik T., Turzakova M., Stopic S., Friedrich B. Atmospheric leaching of EAF dust with diluted sulphuric acid // Hy-drometallurgy. 2005. Vol. 77. Iss. 1. P. 41-50. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2004.10.008.

31. Fleischanderl A., Gennari U., Ilie A. ZEWA - metallurgical process for treatment of residues from steel industry and other industrial sectors to generate valuable products // Ironmaking & Steelmaking. 2004. Iss. 6. P. 444-449. https://doi.org/10.1179/irs.2004.31.6.444.

32. Silva R., Rubio J. Treatment of acid mine drainage (AMD) from coal mines in south Brazil // International journal of coal preparation and utilization. 2009. Vol. 29. Iss. 4. Р. 192-202. https://doi.org/10.1080/19392690903066045.

33. Zhao Hua-Zhang, Liu Chuan, Xu Yi, Ni Jin-Ren. High-concentration polyaluminum chloride: Preparation and effects of the Al concentration on the distribution and transformation of Al species // Chemical Engineering Journal. 2009. Vol. 155. Iss. 1-2. Р. 528-533. https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.08.007.

34. Sdiri A., Higashi T., Jamoussi F., Bouaziz S. Effect of impurities on the removal of heavy metals by natural limestones in aqueous systems // Journal of Environmental Management. 2012. Vol. 93. Iss. 1. P. 245-253. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2011.08.002.

35. Kameda T., Yoshioka T., Mitsuhashi T., Uchida M., Okuwaki A. The simultaneous removal of calcium and chloride ions from calcium chloride solution using magnesium-aluminum oxide // Water Resources. 2003. Vol. 37. 16. Р. 40454050. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(03)00311 -7.

36. Liang C, Maruyama T, Ohmukai Yo., Sotani T, Matsuyama H. Characterization of random and multiblock copolymers of highly sulfonated poly(arylene ether sulfone) for a proton-exchange membrane // Journal of Applied Polymer Science. 2009. Vol. 114. Iss. 3. Р. 1793-1802. https://doi.org/10.1002/app.30658.

37. Lv Liang, He Jing, Wei Min, Evans D.G., Duan Xue. Uptake of chloride ion from aqueous solution by calcined layered double hydroxides: equilibrium and kinetic studies // Water Research. 2006. Vol. 40. Iss. 4. Р. 735-743. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.11.043.

38. Клеоновский М.В., Шешуков О.Ю., Михеенков М.А., Лозовая Е.Ю. Термодинамическое моделирование восстановления цинка из шламов черной металлургии // Известия вузов. Черная металлургия. 2022. Т. 65. № 3. С. 170-178. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-3-170-178.

39. Dardel F., Arden T.V. Ion exchangers // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH, 2003. https://doi.org/10.1002/14356007.a14_393.

40. Dron J., Dodi A. Comparison of adsorption equilibrium models for the study of Cl-, NO3" and SO42" removal from aqueous solutions by an anion exchange resin // Journal of Hazardous Materials. 2011. Vol. 190. Iss. 1-3. Р. 300-307. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.049.

41. Wei Liu-Ying, Ye Guozhu, White J. Association of halogens in electric arc furnace dust and zinc oxide fume before and after leaching // REWAS'99: Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology (San Sebastian, 1999). San Sebastian: Malmo University, 1999. Vol. 2. P. 1503-1510.

42. Ito R., Fujita T., Sadaki J., Matsumoto Y., Ahn J.-W. Removal of chloride in bottom ash from the industrial and municipal solid waste incinerators // International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources. 2006. Vol. 13. Iss. 2. Р. 70-74. https://doi.org/10.5188/ijsmer.13.70.

43. Aubert J.E., Husson B., Saramone N. Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in blended cement: Part 2. Mechanical strength of mortars and environmental impact // Journal of Hazardous Materials. 2007. Vol. 146. Iss. 1-2. Р. 12-19. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2006.11.044.

44. Saikia N., Mertens G., Balen K.V., Elsen J., Gerven T.V., Vandecasteele C. Pre-treatment of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash for utilisation in cement mortar // Construction and Building Materials. 2015. Vol. 96. Р. 76-85. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.07.185.

45. Joseph A.M., Snellings R., Heede P.V.D., Matthys S., Belie N.D. The use of municipal solid waste incineration ash in various building materials: a Belgian point of view // Materials (Basel). 2018. Vol. 11. Iss. 1. Р. 141. https://doi.org/10.3390/ma11010141.

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

46. Toro M.A., Calmano W., Ecke H. Wet extraction of heavy metals and chloride from MSWI and straw combustion fly ashes // Waste Management. 2009. Vol. 29. Iss. 9. P. 2494-2499. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.04.013.

47. Dontriros S. Likitlersuang S. Janjaroen D. Mechanisms of chloride and sulfate removal from municipal-solid-waste-incineration fly ash (MSWI FA): Effect of acid-base solutions // Waste Management. 2020. Vol. 101. P. 44-53. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.09.033.

48. Rahmani A., Moradkhani D. Karami E. Rahmani A., Mousavinezhad S.K. Chloride removal from industrial soils and zinc slag in zinc production factories by sodium metabisulfite and copper(ii) sulfate // Transactions of the Indian Institute of Metals. 2019. Vol. 72. Iss. 3. P. 645-650. https://doi.org/10.1007/s12666-018-1514-6.

49. Shanmugasundaram M., Sudalaimani K. A study on natural adsorbents for the removal of chloride ion in water // International Journal of English Research and Technology. 2012. Vol. 1. Iss. 5. https://doi.org/10.17577/IJERTV1IS5306.

50. Kumar L., Singh S.K. Column study for chloride removal from waste water by a low cost adsorbent (bio adsorbent) // International Journal of English Research Science Innovative Technology. 2017. Vol. 6. P. 31-41.

51. Apte S.S., Apte S.S., Kore V.S., Kore S.V. Chloride removal from wastewater by biosorption with the plant biomass // Universal Journal of Environmental. Research Technology. 2011. Vol. 1. Iss. 4. P. 416-422.

52. Rahman M.A., Ahsan Sh., Kaneco S., Katsumata H., Suzuki T., Ohta K. Wastewater treatment with multilayer media of waste and natural indigenous materials // Journal of Environmental Management. 2005. Vol. 74. Iss. 2. P. 107-110. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2004.08.012.

53. lakovleva E., Makila E., Salonen J., Sitarz M., Sillanpaa M. Industrial products and wastes as adsorbents for sulphate and chloride removal from synthetic alkaline solution and mine process water // Chemical Engineering Journal. 2015. Vol. 259. P. 364-371. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.07.091.

54. Wang Xuewen, Du Yanping, Yang Haoxiang, Tian Shenghui, Ge Qi, Huang Sheng, Wang Mingyu. Removal of chloride ions from acidic solution with antimony oxides // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2021. Vol. 93. P. 170-175. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2020.09.020.

55. Kolics A., Polkinghorne J.C., Wieckowski A. Adsorption of sulphate and chloride ions on aluminum // Electrochimica Acta. 1998. Vol. 43. Iss. 18. P. 2605-2618. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(97)10188-8.

56. Dabrowski A. Adsorption - from theory to practice // Advances in Colloid and Interface Science. 2001. Vol. 93. Iss. 1 -3. P. 135-224. https://doi.org/10.1016/S0001-8686(00)00082-8.

57. Lv Liang, Sun Peide, Gu Zhengyu, Du Hangeng, Pang Xiangjun, Tao Xiaohong, et al. Removal of chloride ion from aqueous solution by ZnAl-NO3 layered double hydroxides as anion-exchanger // Journal of Hazardous Materials. 2009. Vol. 161. Iss. 2-3. P. 1444-1449. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.04.114.

58. Lv Liang. Adsorption behaviour of calcined layered double hydroxides towards removal of fluoride from aqueous solution // Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 2005. Vol. 55. Iss. 6. P. 413-418. https://doi.org/10.2166/aqua.2006.026.

59. Zhang Duchao, Zhang Xinwang, Yang Tianzu, Rao Shuai, Hu Wei, Liu Weifeng, et al. Selective leaching of zinc from blast furnace dust with mono-ligand and mixed-ligand complex leaching systems. Hydrometallurgy. 2017. Vol. 169. P. 219-228. https://doi.org/10.1016Pydromet.2017.02.003.

60. Kameda T., Miyano Y., Yoshioka T., Uchida M., Okuwaki A. New treatment methods for waste water containing chloride ion using magnesium-aluminum oxide // Chemistry Letters. 2000. Iss. 10. P. 1136-1137. https://doi.org/10.1246/cl.2000.1136.

61. Kameda T, Oba J., Yoshioka T. Simultaneous removal of Cl- and SO42- from seawater using Mg-Al oxide: kinetics and equilibrium studies // Applied Water Science. 2017. Vol. 7. Iss. 1. P. 129-136. https://doi.org/10.1007/s13201-014-0224-4.

62. Kameda T., Yoshioka T., Hoshi T., Uchida M., Okuwaki A. The removal of chloride from solutions with various cations using magnesium-aluminum oxide // Separation and Purification Technology. 2005. Vol. 42. Iss. 1. P. 25-29. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2004.05.010.

63. Patent no. 4379037, United States of America. Removal of manganese and chloride ions from aqueous acidic zinc sulphate solutions / G.L. Bolton, V.B. Sefton, N. Zubryckyj. Filed 08.06.1981; publ. 05.04.2000.

64. Patent no. 103060561, China. A method of removing chloride from zinc sulfate solution / Y. Luo. Filed 15.01.2013; publ. 22.10.2014.

65. Selwyn L.S., Argyropoulos V. Removal of chloride and iron ions from archaeological wrought iron with sodium hydroxide and ethylenediamine solutions // Studies in Conservation. 2005. Vol. 50. Iss. 2. P. 81-100. https://doi.org/10.1179/sic.2005.50.2.81.

66. Krom M.D, Ben David A., Ingall E.D., Benning L.G., Clerici S., Bottrell S., et al. Bacterially mediated removal of phosphorus and cycling of nitrate and sulfate in the waste stream of a "zero-discharge" recirculating mariculture system // Water Research. 2014. Vol. 56. P. 109-121. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.02.049.

67. Hu Yihang, Wang Haibei, Wang Yufang, Wang Honggang. Simultaneous removal of fluorine and chlorine from zinc sulfate solution in iron precipitation process // Journal of Sustainable Metallurgy. 2018. Vol. 4. P. 95-102. https://doi.org/10.1007/s40831-017-0154-0.

68. Dabrowski A., Hubicki Z., Podkoscielny P., Robens E. Selective removal of the heavy metal ions from waters and industrial wastewaters by ion-exchange method // Chemosphere. 2004. Vol. 56. Iss. 2. P. 91-106.

2023;27(2):392-421

https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.03.006.

69. Zhu Bintuan, Clifford D.A., Chellama S. Comparison of electrocoagulation and chemical coagulation pretreatment for enhanced virus removal using microfiltration membranes // Water Research. 2005. Vol. 39. Iss. 13. P. 3098-3108. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.05.020.

70. Yeo J.-H., Choi J.-H. Enhancement of nitrate removal from a solution of mixed nitrate, chloride and sulfate ions using a nitrate-selective carbon electrode // Desalination. 2013. Vol. 320. Р. 10-16. https://doi.org/10.1016/j.desal.2013.04.013.

71. Paz-Garcia J.M., Johannesson B., Ottosen L.M., Ribeiro A.B., Rodrigues-Maroto J.M. Simulation-based analysis of the differences in the removal rate of chlorides, nitrates and sulfates by electrokinetic desalination treatments // Electro-chimica Acta. 2013. Vol. 89. Р. 436-444. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.11.087.

72. Liu Weizao, Zhang Renyuan, Liu Zhongqing, Li Chun. Removal of chloride from simulated zinc sulfate electrolyte by ozone oxidation // Hydrometallurgy. 2016. Vol. 160. Р. 147-151. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.12.006.

73. Gärtner R.S., Wilhelm F.G., Witkamp G.J., Wessling M. Regeneration of mixed solvent by electrodialysis: selective removal of chloride and sulfate // Journal of Membrane Science. 2005. Vol. 250. Iss. 1-2. Р. 113-133. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.10.022

74. Patent no. 4715939, United States of America. Method for removal of monovalent ions from ZnSO4 electrolyte by electrodialysis / D.L. Ball, D.A.D. Boateng. Filed 02.04.1987; publ. 21.04.2007.

75. Patent no. 103572051, China. Dechlorination method of zinc sulfate solution / J. Wu. Filed 15.11.2013; publ. 12.02.2014.

76. Malaisamy R., Talla-Nwafo A., Jones K.L. Polyelectrolyte modification of nanofiltration membrane for selective removal of monovalent anions // Separation and Purification Technology. 2011. Vol. 77. Iss. 3. Р. 367-374. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2011.01.005.

77. Sata T., Sata T. Ion exchange membranes: preparation, characterization, modification and application. EngineeringPro collection. Tokuyama: Royal Society of Chemistry, 2004. 314 р.

78. Mohammad A.W., Teow Y.H., Ang W.L., Chung Y.T., Oatley-Radcliffe D.L., Hilal N. Nanofiltration membranes review: recent advances and future prospects // Desalination. 2015. Vol. 356. Р. 226-254. https://doi.org/10.1016/j.desal.2014.10.043.

79. Chmielarz A., Gnot W. Conversion of zinc chloride to zinc sulphate by electrodialysis - a new concept for solving the chloride ion problem in zinc hydrometallurgy // Hydrometallurgy. 2001. Vol. 61. Iss. 1. Р. 21-43. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(01)00153-0.

80. Xiao Hui-Fang, Chen Qing, Cheng Huan, Li Xiu-Min, Qin Wen-Meng, Chen Bao-Sheng, et al. Selective removal of halides from spent zinc sulfate electrolyte by diffusion dialysis // Journal of Membrane Science. 2017. Vol. 537. Р. 111 — 118. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.05.009.

81. Nemchinova N.V., Chernykh V.E., Tyutrin A.A., Patrushov A. E. Extraction of zinc and iron from electrosmelting dust // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. Iss. 5. Р. 368-372. https://doi.org/10.3103/S0967091216050090.

82. Kuhn J.M., Mason C.R.S., Harlamovs J.R., Bell M.W., Buchalter E.M. Piloting of the halogontm process with mixer-settlers and Bateman pulsed columns // Hydrometallurgy 2003 - Fifth International Conference in Honor of Professor Ian Ritchie (Vancouver, 24-27 August 2003). Vancouver, 2003. Vol. 1 . P. 777-786.

83. Mason C.R.S., Grinbaum B., Harlamovs J.R., Dreisinger G.B. Solvent extraction of halides from metallurgical solutions. In: Hydrometallurgy 2003: Proceedings of the 5th International Symposium Honoring Professor Ian M. Ritchie (Vancouver, 24-27 August 2003). Vancouver, 2003. Vol. 1 . P. 765-776.

84. Daiga V.R., Home D.A. Production of crude zinc oxide from steel mill waste oxides using a rotary health furnace // Recycling of Metals and Engineered Materials / eds. D.L. Stewart, J.C. Daley, R.L. Stephens. Warrendale: TMS, 2000. P. 361-368. https://doi.org/10.1002/9781118788073.ch31.

85. Fleitlikh I.Y., Grigorieva N.A., Nikiforova L.K., Logutenko O.A. Purification of zinc sulfate solutions from chloride using extraction with mixtures of a trialkyl phosphine oxide and organophosphorus acids // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 169. Р. 585-588. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.04.004.

86. Peng Xianjia, Dou Wenyue, Kong Linghao, Hu Xingyun, Wang Xianliang. Removal of chloride ions from strongly acidic wastewater using Cu(0)/Cu(II): efficiency enhancement by UV irradiation and the mechanism for chloride ions removal // Journal of Environmental Science and Technology. 2019. 53. Р. 383-389. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b05787.

87. Dou Wenyue, Hu Xingyun, Kong Linghao, Peng Xianjia. UV-improved removal of chloride ions from strongly acidic wastewater using Bi2O3: efficiency enhancement and mechanisms // Journal of Environmental Science and Technology. 2019. Vol. 53. Iss. 17. Р. 10371-10378. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03296.

88. Haag W.R., Hoigne J. Ozonation of water containing chlorine or chloramines. Reaction products and kinetics // Water Resource. 1983. Vol. 17. Iss. 10. Р. 1397-1402. https://doi.org/10.1016/0043-1354(83)90270-1.

89. Hoigne J., Bader H., Haag W.R., Staehelin J. Rate constants of reactions of ozone with organic and inorganic compounds in water—III. Inorganic compounds and radicals // Water Resource. 1985. Vol. 19. Iss. 8. Р. 993-1004. https://doi.org/10.1016/0043-1354(85)90368-9.

90. Razumovskii S.D., Konstantinova M.L., Grinevich T.V., Korovina G.V., Zaitsev V.Y. Mechanism and kinetics of the reaction of ozone with sodium chloride in aqueous solutions // Kinetics and Catalysis. 2010. Vol. 51. Iss. 4. Р. 492-496.

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

https://doi.org/10.1134/S0023158410040051.

91. Razumovskii S., Korovina G., Grinevich T. Mechanism of the first step of ozone decomposition in aqueous solutions of sodium chloride in view of new data on the composition of reaction products // Doklad Physical Chemistry. Cham: Springer, 2010. Vol. 434. Iss. 2. P. 163-165. https://doi.org/10.1134/S0012501610100027.

92. Levanov A.V., Kuskov I.V., Koiaidarova K.B., Zosimov A.V, Antipenko E.E., Lunin V.V. Catalysis of the reaction of ozone with chloride Ions by metal Ions in an acidic medium // Kinetics and Catalysis. 2005. Vol. 46. Iss. 1. P. 138-143. https://doi.org/10.1007/s10975-005-0021-z.

93. Levanov A.V., Kuskov I.V., Koiaidarova K.B., Antipenko E.E., Lunin V.V. Interaction between ozone and the chloride ion in sulfuric acid solutions up to 6-M concentration // Kinetics and Catalysis. 2006. Vol. 47. Iss. 5. P. 682-685. https://doi.org/10.1134/S0023158406050053.

94. Levanov A.V., Kuskov I.V., Antipenko E.E., Lunin V.V. The oxidation of chlorine ions under the joint action of ozone and permanganate ions // Russian Journal of Physical Chemistry. 2006. Vol. 80. Iss. 4. P. 557-561. https://doi.org/10.1134/S0036024406040121.

95. Levanov A.V., Kuskov I.V., Antipenko E.E., Lunin V.V. Stoichiometry and products of ozone reaction with chloride ion in an acidic medium // Russian Journal of Physical Chemistry. 2012. Vol. 86. Iss. 5. P. 757-762. https://doi.org/10.1134/S0036024412050202.

96. Jacobsen F., Holcman J., Sehested K. Oxidation of manganese (II) by ozone and reduction of manganese (III) by hydrogen peroxide in acidic solution // Journal of Chemical Kinetics. 1998. Vol. 30. Iss. 3. P. 207-214. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4601(1998)30:3<207::AID-KIN6>3.0.C0;2-W.

97. Reisz E., Leitzke A., Jarocki A., Irmscher R., von Sonntag C. Permanganate formation in the reactions of ozone with Mn(II), a mechanistic study // Journal of Water Supply Resources Technology AQUA. 2008. Vol. 57. Iss. 6. P. 451-464. https://doi.org/10.2166/aqua.2008.091.

98. Dou Wenyue, Hu Xingyun, Kong Linghao, Peng Xianjia, Wang Xianliang. Removal of Cl(-I) from strongly acidic wastewater using NaBi03: A process of simultaneous oxidation and precipitation // Desalination. 2020. Vol. 491. P. 114566. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114566.

99. Hu Jiajia, Xu Guangqing, Wang Jinwen, Lv Jun, Zhang Xinyi, Xie Ting, et al. Photocatalytic property of a Bi203 nano-particle modified BiOCl composite with a nanolayered hierarchical structure synthesized by in situ reactions // Dalton Transactions. 2015. Iss. 12. P. 5386-5395.

100. Huang Shouqiang, Li Liang, Zhu Nanwen, Lou Ziyang, Liu Weiqiao, Cheng Jiehong, et al. Removal and recovery of chloride ions in concentrated leachate by Bi(III) containing oxides quantum dots/two-dimensional flakes // Journal of Hazardous Materials. 2020. Vol. 382. P. 121041. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121041.

101. Shan Lian-wei, Wang Gui-lin, Liu Li-zhu, Wu Ze. Band alignment and enhanced photocatalytic activation for a -Bi203/Bi0Cl (001) core-shell heterojunction // Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2015. Vol. 406. P. 145-151. https://doi.org/10.1016/j. molcata.2015.05.024.

102. Ike I.A., Linden K.G., 0rbell J.D., Duke M. Critical review of the science and sustainability of persulphate advanced oxidation processes // Chemical Engineering Journal. 2018. Vol. 338. P. 651-669. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.01.034.

103. Lutze H.V., Kerlin N., Schmidt T.C. Sulfate radical-based water treatment in presence of chloride: Formation of chlorate, inter-conversion of sulfate radicals into hydroxyl radicals and influence of bicarbonate // Water Resources. 2015. Vol. 72. P. 349-360. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.10.006.

104. Wactawek S., Lutze H.V., Grubel K., Padil V.V.T., Cernik M., Dionysiou D.D. Chemistry of persulfates in water and wastewater treatment: a review // Chemical Engineering Journal. 2017. Vol. 330. P. 44-62. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.07.132.

105. Wang Jianlong, Wang Shizong. Activation of persulfate (PS) and peroxymonosulfate (PMS) and application for the degradation of emerging contaminants // Chemical Engineering Journal. 2018. Vol. 334. P. 1502-1517. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.11.059.

106. Hu Xingyun, Zhu Feng, Kong Linghao, Peng Xianjia. Sulfate radical-based removal of chloride ion from strongly acidic wastewater: kinetics and mechanism // Journal of Hazardous Materials. 2021. Vol. 410. P. 124540. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124540.

107. Patent no. 4698139, United States of America. Hydrometallurgical method for treating valuable metal raw materials containing chloride and fluorides / S.P. Fugleberg, J.I. Poijarvi. Filed 06.10.1987; publ. 12.10.2004.

References

1. Pereskoka V.V., Kamkina L.V., Projdak Y.S., Stovpchenko A.P., Kvichanska M.I. Reducing and thermal treatment of electric filter dust of electric arc furnace. Vestnik Priazovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Tehnicheskie nauki = Reporter of the Priazovskyi State Technical University. Section: Technical Sciences. 2010;21:13-16. (In Russ.).

2. Wu Xuelian, Liu Zhongqing, Liu Xu. Chloride ion removal from zinc sulfate aqueous solution by electrochemical method. Hydrometallurgy. 2013;134-135:62-65. https://doi.org/10.1016Pydromet.2013.01.017.

3. Chen Wei-Sheng, Shen Yun-Hwei, Tsai Min-Shing, Chang Fang-Chih. Removal of chloride from electric arc furnace

2023;27(2):392-421

dust. Journal of Hazardous Materials. 2011;190(1-3):639-644. https://doi.Org/10.1016/j.jhazmat.2011.03.096.

4. Stovpchenko A.P., Kamkina L.V., Projdak Yu.S., Derevyanchenko I.V., Kucherenko O.L., Bondarenko M.Yu. Theoretical and experimental studies of composition and reducibility of arc steel-smelting furnace dust. Elektrometallurgiya = Electrical Metallurgy. 2009;8:29-36. (In Russ.).

5. Wei Yu-Ling, Lin Chang-Yuan, Wang H. Paul Detoxification of hazardous dust with marine sediment. Marine pollution bulletin. 2014;85(2):810-815. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2014.01.016.

6. Tsubouchi N., Hashimoto H., Ohtaka N., Ohtsuka Ya. Chemical characterization of dust particles recovered from bag filters of electric arc furnaces for steelmaking: some factors influencing the formation of hexachlorobenzene. Journal of Hazardous Materials. 2010;183(1-3):116-124. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.06.122.

7. Lee Gye-Seung, Song Young Jun. Recycling EAF dust by heat treatment with PVC. Minerals Engineering. 2007;20(8):739-746. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2007.03.001.

8. Doronin I.E., Svyazhin A.G. Properties of steelmaking dust and the mechanism of its formation. Metallurgist. 2012;55(11-12):879-886. https://doi.org/10.1007/s11015-012-9517-8.

9. Lin Xiaolong, Peng Zhiwei, Yan Jiaxing, Li Zhizhong, Hwang Jiann-Yang, Zhang Yuanbo, Li Guanghui, Jiang Tao. Pyrometallurgical recycling of electric arc furnace dust. Journal of Cleaner Production. 2017;149:1079-1100. https://doi.org/10.1016/jJclepro.2017.02.128.

10. Panshin A.M., Leontyev L.I., Kozlov P.A., Dyubanov V.G., Zatonsky A.V., Ivakin D.A. Reprocessing technology of electric arc furnace dust Join Stock Company "Severstal" in Waelz treating of complex Join Stock Company "Chelyabinsk Zink Plant". Ekologiya i promyshlennost' Rossii = Ecology and Industry of Russia. 2012;(11):4-6. (In Russ.). https://doi.org/10.18412/1816-0395-2012-11-4-6 (In Russ.).

11. Farnasov G.A., Kovalev V.I., Kurunov I.F., Bizhanov A.M., Vershinin I.N. The method of iron oxide and zinc oxide selective extraction from slimes and dusts of metallurgical unit gas purifiers. Patent RF, no. 2617086; 2017. (In Russ.).

12. Yakornov S.A., Panshin A.M., Kozlov P.A., Ivakin D.A. Modern state of leaching technologies for ferrous metal dusts and their pyrometallurgical processing products (acid, ammonium and alkaline technologies). Tsvetnye Metally. 2017;5:37-43. https://doi.org/10.17580/tsm.2017.05.05.

13. Kukurugya F., Havlik T., Kekki A., Forsén O. Characterization of dusts from three types of stainless steel production equipment. Metall. 2013;67(4):154-159.

14. Qu Fulai, Zhang Jinkai, Liu Guirong, Zhao Shunbo. Experimental study on chloride ion diffusion in concrete affected by exposure conditions. Materials. 2022;15(8):2917. https://doi.org/10.3390/ma15082917.

15. Guresin N., Topkaya Y.A. Dechlorination of a zinc dross. Hydrometallurgy. 1998;49(1-2):179-187. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(98)00012-7.

16. Gao Xingbao, Wang Wei, Ye Tunmin, Wang Feng, Lan Yuxin. Utilization of washed MSWI fly ash as partial cement substitute with the addition of dithiocarbamic chelate. Journal of Environmental Management. 2008;88(2):293-299. https://doi.org/10.1016/jJenvman.2007.02.008.

17. Ruiz O., Clemente C., Alonso M., Alguacil F.J. Recycling of an electric arc furnace flue dust to obtain high grade ZnO. Journal of Hazardous Materials. 2007;141(1):33-36. https://doi.org/10.1016/jJhazmat.2006.06.079.

18. Drinkard W.F., Woerner Jr.H.J. Metallurgical dust recycle process. Patent US, no. 5912402A; 1999.

19. Pan'shin A.M., Shakirzyanov R.M., Izbrekht P.A., Zatonskij A.V. Main directions to improve zinc production at JSC "Chelyabinsk zinc plant". Tsvetnye Metally. 2015;5:19-21. https://doi.org/10.17580/tsm.2015.05.03. (In Russ.).

20. Li Chung-Lee, Tsai Min-Shing. A crystal phase study of zinc hydroxide chloride in electric-arc-furnace dust. Journal of Materials Science. 1993;28(17):4562-4570. https://doi.org/10.1007/BF00414243.

21. Kemp D., Bond C.J., Franks D.M., Cote C. Mining, water and human rights: making the connection. Journal of Cleaner Production. 2010;18(15):1553-1562. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2010.06.008.

22. Machado J.G.M.S., Brehm F.A., Moraes C.A.M., Santos C.A., Vilela A.C.F., Cunha J.B.M. Characterization study of electric arc furnace dust phases. Materials Research. 2006;136(3):953-960. https://doi.org/10.1590/S1516-14392006000100009.

23. Najmanbaev M.A., Lohova N.G., Baltabekova Zh.A., Barkytova B.N. On processing possibility of zinc containing dust from the West Siberian Metallurgical Plant and Severstal with the ore from the Shaimerden deposit. In: Fundamental'nye issledovaniya i prikladnye razrabotki processov pererabotki i utilizacii tekhnogennyh obrazovanij: trudy III Kongressa s mezhdunarodnym uchastiem i Konferencii molodyh uchenyh V Foruma "Ural'skij rynok loma, promyshlennyh i kommu-nal'nyh othodov" = Fundamental research and applied development of processing and disposal of technogenic formations: Proceedings of the 3d Congress with international participation and the Conference of young scientists of the 5th Forum „Ural market of scrap, industrial and municipal waste". 5-9 June 2017, Ekaterinburg. Ekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; 2017, р. 178-182. (In Russ.).

24. Cruells M., Roca A., Nunêz C. Electric arc furnace flue dusts: characterization and leaching with sulphuric acid. Hydrometallurgy. 1992;31(3):213-231.

25. Snurnikov A.P. Zinc hydrometallurgy. Moscow: Metallurgiya; 1981, 384 р. (In Russ.).

26. Wang Yurong, Zhou Yang, Wang Wenchang, Chen Zhidong. Sustained deposition of silver on copper surface from choline chloride aqueous solution. Journal of the Electrochemical Society. 2013;160(3):D119-D123. https://doi.org/10.1149/2.012304jes.

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

27. Jian Wen. Study on the choice of dechlorination in the production of electric zinc of Jinshi metallurgy chemical plant. Hunan Nonferrous Metall. 2008;24:34-36.

28. Yan Huan, Chai Li-yuan, Peng Bing, Li Mi, Peng Ning, Hou Dong-ke. A novel method to recover zinc and iron from zinc leaching residue. Minerals Engineering. 2014;55:103-110. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2013.09.015.

29. Kozlov P.A., Zatonskij A.V., Pan'shin A.M. Research and development of technology for impurity removal from the Waelz oxide obtained after electric arc furnace dust treatment. In: Metallurgiya-intekheko-2011: materialy IV Mezhdu-narodnoj konferencii = Metallurgy-intecheco-2011: materials of the 4th International conference. 29-30 March 2011, Moscow. Moscow; 2012, p. 126-131. (In Russ.).

30. Havlik T., Turzakova M., Stopic S., Friedrich B. Atmospheric leaching of EAF dust with diluted sulphuric acid. Hydro-metallurgy. 2005;77(1):41-50. https://doi.org/10.1016Pydromet.2004.10.008.

31. Fleischanderl A., Gennari U., Ilie A. ZEWA - metallurgical process for treatment of residues from steel industry and other industrial sectors to generate valuable products. Ironmaking & Steelmaking. 2004;6:444-449. https://doi.org/10.1179/irs.2004.31.6.444.

32. Silva R., Rubio J. Treatment of acid mine drainage (AMD) from coal mines in south Brazil. International journal of coal preparation and utilization. 2009;29(4):192-202. https://doi.org/10.1080/19392690903066045.

33. Zhao Hua-Zhang, Liu Chuan, Xu Yi, Ni Jin-Ren. High-concentration polyaluminum chloride: Preparation and effects of the Al concentration on the distribution and transformation of Al species. Chemical Engineering Journal. 2009;155(1-2):528-533. https://doi.org/10.1016pej.2009.08.007.

34. Sdiri A., Higashi T., Jamoussi F., Bouaziz S. Effect of impurities on the removal of heavy metals by natural limestones in aqueous systems. Journal of Environmental Management. 2012;93(1):245-253. https://doi.org/10.1016/jJenvman.2011.08.002.

35. Kameda T., Yoshioka T., Mitsuhashi T., Uchida M., Okuwaki A. The simultaneous removal of calcium and chloride ions from calcium chloride solution using magnesium-aluminum oxide. Water Resources. 2003;37(16):4045-4050. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(03)00311 -7.

36. Liang C, Maruyama T, Ohmukai Yo., Sotani T, Matsuyama H. Characterization of random and multiblock copolymers of highly sulfonated poly(arylene ether sulfone) for a proton-exchange membrane. Journal of Applied Polymer Science. 2009;114(3):1793-1802. https://doi.org/10.1002/app.30658.

37. Lv Liang, He Jing, Wei Min, Evans D.G., Duan Xue. Uptake of chloride ion from aqueous solution by calcined layered double hydroxides: equilibrium and kinetic studies. Water Research. 2006;40(4):735-743. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.11.043.

38. Kleonovskii M.V., Sheshukov O.Yu., Mikheenkov M.A., Lozovaya E.Yu. Thermodynamic modeling of zinc recovery from ferrous metallurgy sludge. Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2022;65(3):170-178. (In Russ.). https://doi.org/10.17073/0368-0797-2022-3-170-178.

39. Dardel F., Arden T.V. Ion exchangers. In: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH; 2003. https://doi.org/10.1002/14356007.a14_393.

40. Dron J., Dodi A. Comparison of adsorption equilibrium models for the study of Cl-, NO3- and SO42- removal from aqueous solutions by an anion exchange resin. Resin. Journal of Hazardous Materials. 2011:190(1-3):300-307. https://doi.org/10.1016/jJhazmat.2011.03.049.

41. Wei Liu-Ying, Ye Guozhu, White J. Association of halogens in electric arc furnace dust and zinc oxide fume before and after leaching. In: REWAS'99: Global Symposium on Recycling, Waste Treatment and Clean Technology. 1999, San Sebastian. San Sebastian: Malmo University; 1999, vol. 2, p. 1503-1510.

42. Ito R., Fujita T., Sadaki J., Matsumoto Y., Ahn J.-W. Removal of chloride in bottom ash from the industrial and municipal solid waste incinerators. International Journal of the Society of Materials Engineering for Resources. 2006;13(2):70-74. https://doi.org/10.5188/ijsmer.13.70.

43. Aubert J.E., Husson B., Saramone N. Utilization of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash in blended cement: Part 2. Mechanical strength of mortars and environmental impact. Journal of Hazardous Materials. 2007; 146(1-2): 12-19. https://doi.org/10.1016/jJhazmat.2006.11.044.

44. Saikia N., Mertens G., Balen K.V., Elsen J., Gerven T.V., Vandecasteele C. Pre-treatment of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash for utilisation in cement mortar. Construction and Building Materials. 2015;96:76-85. https://doi.org/10.1016ponbuildmat.2015.07.185.

45. Joseph A.M., Snellings R., Heede P.V.D., Matthys S., Belie N.D. The use of municipal solid waste incineration ash in various building materials: a Belgian point of view. Materials (Basel). 2018;11(1):141. https://doi.org/10.3390/ma11010141.

46. Toro M.A., Calmano W., Ecke H. Wet extraction of heavy metals and chloride from MSWI and straw combustion fly ashes. Waste Management. 2009;29(9):2494-2499. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.04.013.

47. Dontriros S., Likitlersuang S., Janjaroen D. Mechanisms of chloride and sulfate removal from municipal-solid-waste-incineration fly ash (MSWI FA): Effect of acid-base solutions. Waste Management. 2020;101:44-53. https://doi.org/10.1016Zj.wasman.2019.09.033.

48. Rahmani A., Moradkhani D. Karami E. Rahmani A., Mousavinezhad S.K. Chloride removal from industrial soils and zinc slag in zinc production factories by sodium metabisulfite and copper(ii) sulfate. Transactions of the Indian Institute of Metals. 2019;72(3):645-650. https://doi.org/10.1007/s12666-018-1514-6.

2023;27(2):392-421

49. Shanmugasundaram M., Sudalaimani K. A study on natural adsorbents for the removal of chloride ion in water. International Journal of English Research and Technology. 2012;1(5). https://doi.org/10.17577/IJERTV1IS5306.

50. Kumar L., Singh S.K. Column study for chloride removal from waste water by a low cost adsorbent (bio adsorbent). International Journal of English Research Science Innovative Technology. 2017;6:31-41.

51. Apte S.S., Apte S.S., Kore V.S., Kore S.V. Chloride removal from wastewater by biosorption with the plant biomass. Universal Journal of Environmental. Research Technology. 2011;1(4):416-422.

52. Rahman M.A., Ahsan Sh., Kaneco S., Katsumata H., Suzuki T., Ohta K. Wastewater treatment with multilayer media of waste and natural indigenous materials. Journal of Environmental Management. 2005;74(2):107-110. https://doi.org/10.1016/jJenvman.2004.08.012.

53. lakovleva E., Mäkilä E., Salonen J., Sitarz M., Sillanpää M. Industrial products and wastes as adsorbents for sulphate and chloride removal from synthetic alkaline solution and mine process water. Chemical Engineering Journal. 2015;259:364-371. https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.07.091.

54. Wang Xuewen, Du Yanping, Yang Haoxiang, Tian Shenghui, Ge Qi, Huang Sheng, Wang Mingyu. Removal of chloride ions from acidic solution with antimony oxides. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 2021;93:170-175. https://doi.org/10.1016/jJiec.2020.09.020.

55. Kolics A., Polkinghorne J.C., Wieckowski A. Adsorption of sulphate and chloride ions on aluminum. Electrochimica Acta. 1998;43(18):2605-2618. https://doi.org/10.1016/S0013-4686(97)10188-8.

56. Dabrowski A. Adsorption - from theory to practice. Advances in Colloid and Interface Science. 2001;93(1-3):135-224. https://doi.org/10.1016/S0001 -8686(00)00082-8.

57. Lv Liang, Sun Peide, Gu Zhengyu, Du Hangeng, Pang Xiangjun, Tao Xiaohong, Xu Rufeng, Xu Lili, et al. Removal of chloride ion from aqueous solution by ZnAl-NO3 layered double hydroxides as anion-exchanger. Journal of Hazardous Materials. 2009;161(2-3):1444-1449. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.04.114.

58. Lv Liang. Adsorption behaviour of calcined layered double hydroxides towards removal of fluoride from aqueous solution. Journal of Water Supply: Research and Technology-Aqua. 2005;55(6):413-418. https://doi.org/10.2166/aqua.2006.026.

59. Zhang Duchao, Zhang Xinwang, Yang Tianzu, Rao Shuai, Hu Wei, Liu Weifeng, et al. Selective leaching of zinc from blast furnace dust with mono-ligand and mixed-ligand complex leaching systems. Hydrometallurgy. 2017;169:219-228. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.02.003.

60. Kameda T., Miyano Y., Yoshioka T., Uchida M., Okuwaki A. New treatment methods for waste water containing chloride ion using magnesium-aluminum oxide. Chemistry Letters. 2000;10:1136-1137. https://doi.org/10.1246/cl.2000.1136.

61. Kameda T, Oba J., Yoshioka T. Simultaneous removal of Cl- and SO42- from seawater using Mg-Al oxide: kinetics and equilibrium studies. Applied Water Science. 2017;7(1):129-136. https://doi.org/10.1007/s13201-014-0224-4.

62. Kameda T., Yoshioka T., Hoshi T., Uchida M., Okuwaki A. The removal of chloride from solutions with various cations using magnesium-aluminum oxide. Separation and Purification Technology. 2005;42(1):25-29. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2004.05.010.

63. Bolton G.L., Sefton V.B., Zubryckyj N. Removal of manganese and chloride ions from aqueous acidic zinc sulphate solutions. Patent US, no. 4379037; 2000.

64. Luo Y. A method of removing chloride from zinc sulfate solution. Patent China, no. 103060561; 2014.

65. Selwyn LS., Argyropoulos V. Removal of chloride and iron ions from archaeological wrought iron with sodium hydroxide and ethylenediamine solutions. Studies in Conservation. 2005;50(2):81-100. https://doi.org/10.1179/sic.2005.50.2.81.

66. Krom M.D, Ben David A., Ingall E.D., Benning L.G., Clerici S., Bottrell S., et al. Bacterially mediated removal of phosphorus and cycling of nitrate and sulfate in the waste stream of a "zero-discharge" recirculating mariculture system. Water Research. 2014;56:109-121. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.02.049.

67. Hu Yihang, Wang Haibei, Wang Yufang, Wang Honggang. Simultaneous removal of fluorine and chlorine from zinc sulfate solution in iron precipitation process. Journal of Sustainable Metallurgy. 2018;4:95-102. https://doi.org/10.1007/s40831-017-0154-0.

68. Dabrowski A., Hubicki Z., Podkoscielny P., Robens E. Selective removal of the heavy metal ions from waters and industrial wastewaters by ion-exchange method. Chemosphere. 2004;56(2):91-106. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2004.03.006.

69. Zhu Bintuan, Clifford D.A., Chellama S. Comparison of electrocoagulation and chemical coagulation pretreatment for enhanced virus removal using microfiltration membranes. Water Research. 2005;39(13):3098-3108. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.05.020.

70. Yeo J.-H., Choi J.-H. Enhancement of nitrate removal from a solution of mixed nitrate, chloride and sulfate ions using a nitrate-selective carbon electrode. Desalination. 2013;320:10-16. https://doi.org/10.1016/j.desal.2013.04.013.

71. Paz-Garcia J.M., Johannesson B., Ottosen L.M., Ribeiro A.B., Rodrigues-Maroto J.M. Simulation-based analysis of the differences in the removal rate of chlorides, nitrates and sulfates by electrokinetic desalination treatments. Electro-chimica Acta. 2013;89:436-444. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2012.11.087.

72. Liu Weizao, Zhang Renyuan, Liu Zhongqing, Li Chun. Removal of chloride from simulated zinc sulfate electrolyte by ozone oxidation. Hydrometallurgy. 2016;160:147-151. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2015.12.006.

73. Gärtner R.S., Wilhelm F.G., Witkamp G.J., Wessling M. Regeneration of mixed solvent by electrodialysis: selective removal of chloride and sulfate. Journal of Membrane Science. 2005;250(1-2):113-133. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2004.10.022

74. Ball D.L., Boateng D.A.D. Method for removal of monovalent ions from ZnSO4 electrolyte by electrodialysis. Patent

ISSN 2782-4004 (print) ISSN 2782-6341 (online)

US, no. 4715939; 1987.

75. Wu J. Dechlorination method of zinc sulfate solution. Patent China, no. 103572051A; 2014.

76. Malaisamy R., Talla-Nwafo A., Jones K.L. Polyelectrolyte modification of nanofiltration membrane for selective removal of monovalent anions. Separation and Purification Technology. 2011 ;77(3):367-374. https://doi.Org/10.1016/j.seppur.2011.01.005.

77. Sata T., Sata T. Ion exchange membranes: preparation, characterization, modification and application. EngineeringPro collection. Tokuyama: Royal Society of Chemistry; 2004, 314 p.

78. Mohammad A.W., Teow Y.H., Ang W.L., Chung Y.T., Oatley-Radcliffe D.L., Hilal N. Nanofiltration membranes review: recent advances and future prospects. Desalination. 2015;356:226-254. https://doi.org/10.1016/j.desal.2014.10.043.

79. Chmielarz A., Gnot W. Conversion of zinc chloride to zinc sulphate by electrodialysis - a new concept for solving the chloride ion problem in zinc hydrometallurgy. Hydrometallurgy. 2001;61(1):21-43. https://doi.org/10.1016/S0304-386X(01)00153-0.

80. Xiao Hui-Fang, Chen Qing, Cheng Huan, Li Xiu-Min, Qin Wen-Meng, Chen Bao-Sheng, et al. Selective removal of halides from spent zinc sulfate electrolyte by diffusion dialysis // Journal of Membrane Science. 2017;537:111-118. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2017.05.009.

81. Nemchinova N.V., Chernykh V.E., Tyutrin A.A., Patrushov A.E. Extraction of zinc and iron from elec-trosmelting dust. Steel in Translation. 2016;46(5):368-372. https://doi.org/10.3103/S0967091216050090.

82. Kuhn J.M., Mason C.R.S., Harlamovs J.R., Bell M.W., Buchalter E.M. Piloting of the halogontm process with mixer-settlers and Bateman pulsed columns. In: Hydrometallurgy 2003 - Fifth International Conference in Honor of Professor Ian Ritchie. 24-27 August 2003, Vancouver. Vancouver; 2003, vol. 1, p. 777-786.

83. Mason C.R.S., Grinbaum B., Harlamovs J.R., Dreisinger G.B. Solvent extraction of halides from metallurgical solutions. In: Hydrometallurgy 2003 - Fifth International Conference in Honor of Professor Ian Ritchie. 24-27 August 2003, Vancouver. Vancouver; 2003, vol. 1, p. 765-776.

84. Daiga V.R., Home D.A. Production of crude zinc oxide from steel mill waste oxides using a rotary health furnace. In: Stewart D.L., Daley J.C., Stephens R.L. (eds.). Recycling of Metals and Engineered Materials. Warrendale: TMS; 2000, p. 361-368. https://doi.org/10.1002/9781118788073.ch31.

85. Fleitlikh I.Y., Grigorieva N.A., Nikiforova L.K., Logutenko O.A. Purification of zinc sulfate solutions from chloride using extraction with mixtures of a trialkyl phosphine oxide and organophosphorus acids. Hydrometallurgy. 2017;169:585-588. https://doi.org/10.1016Pydromet.2017.04.004.

86. Peng Xianjia, Dou Wenyue, Kong Linghao, Hu Xingyun, Wang Xianliang. Removal of chloride ions from strongly acidic wastewater using Cu(0)/Cu(II): efficiency enhancement by UV irradiation and the mechanism for chloride ions removal. Journal of Environmental Science and Technology. 2019;53:383-389. https://doi.org/10.1021/acs.est.8b05787.

87. Dou Wenyue, Hu Xingyun, Kong Linghao, Peng Xianjia. UV-improved removal of chloride ions from strongly acidic wastewater using Bi2O3: efficiency enhancement and mechanisms. Journal of Environmental Science and Technology. 2019;53(17):10371 -10378. https://doi.org/10.1021/acs.est.9b03296.

88. Haag W.R., Hoigné J. Ozonation of water containing chlorine or chloramines. Reaction products and kinetics. Water Resource. 1983;17(10): 1397-1402. https://doi.org/10.1016/0043-1354(83)90270-1.

89. Hoigné J., Bader H., Haag W.R., Staehelin J. Rate constants of reactions of ozone with organi c and inorganic compounds in water—III. Inorganic compounds and radicals. Water Resource. 1985;19(8):993-1004. https://doi.org/10.1016/0043-1354(85)90368-9.

90. Razumovskii S.D., Konstantinova M.L., Grinevich T.V., Korovina G.V., Zaitsev V.Y. Mechanism and kinetics of the reaction of ozone with sodium chloride in aqueous solutions. Kinetics and Catalysis. 2010;51(4):492-496. https://doi.org/10.1134/S0023158410040051.

91. Razumovskii S., Korovina G., Grinevich T. Mechanism of the first step of ozone decomposi tion in aqueous solutions of sodium chloride in view of new data on the composition of reaction products. In ; Doklad Physical Chemistry. Cham: Springer; 2010, vol. 434, iss. 2, p. 163-165. https://doi.org/10.1134/S0012501610100027.

92. Levanov A.V, Kuskov I.V, Koiaidarova K.B, Zosimov A.V, Antipenko E.E, Lunin V.V. Catalysis of the reaction of ozone with chloride Ions by metal Ions in an acidic medium. Kinetics and Catalysis. 2005;46(1):138-143. https://doi.org/10.1007/s10975-005-0021-z.

93. Levanov A.V., Kuskov I.V., Koiaidarova K.B., Antipenko E.E., Lunin V.V. Interaction between ozone and the chloride ion in sulfuric acid solutions up to 6-M concentration. Kinetics and Catalysis. 2006;47(5):682-685. https://doi.org/10.1134/S0023158406050053.

94. Levanov A.V., Kuskov I.V., Antipenko E.E., Lunin V.V. The oxidation of chlorine ions under the joint action of ozone and permanganate ions. Russian Journal of Physical Chemistry. 2006;80(4):557-561. https://doi.org/10.1134/S0036024406040121.

95. Levanov A.V., Kuskov I.V., Antipenko E.E., Lunin V.V. Stoichiometry and products of ozone reaction with chloride ion in an acidic medium. Russian Journal of Physical Chemistry. 2012;86(5):757-762. https://doi.org/10.1134/S0036024412050202.

96. Jacobsen F., Holcman J., Sehested K. Oxidation of manganese (II) by ozone and reduction of manganese (III) by hydrogen peroxide in acidic solution. Journal of Chemical Kinetics. 1998;30(3):207-214. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-4601(1998)30:3<207::AID-KIN6>3.0.C0;2-W.

97. Reisz E., Leitzke A., Jarocki A., Irmscher R., von Sonntag C. Permanganate formation in the reactions of ozone with Mn(II), a mechanistic study. Journal of Water Supply Resources Technology AQUA. 2008;57(6):451-464.

2023;27(2):392-421

Bludova D.I., Mamyachenkov S.V., Anisimova O.S. Methods for removing chloride ions to manufacture zinc from

https://doi.org/10.2166/aqua.2008.091.

98. Dou Wenyue, Hu Xingyun, Kong Linghao, Peng Xianjia, Wang Xianliang. Removal of Cl(-I) from strongly acidic wastewater using NaBiO3: A process of simultaneous oxidation and precipitation. Desalination. 2020;491:114566. https://doi.org/10.1016/j.desal.2020.114566.

99. Hu Jiajia, Xu Guangqing, Wang Jinwen, Lv Jun, Zhang Xinyi, Xie Ting, et al. Photocatalytic property of a Bi2O3 nano-particle modified BiOCl composite with a nanolayered hierarchical structure synthesized by in situ reactions. Dalton Transactions. 2015;12:5386-5395.

100. Huang Shouqiang, Li Liang, Zhu Nanwen, Lou Ziyang, Liu Weiqiao, Cheng Jiehong, et al. Removal and recovery of chloride ions in concentrated leachate by Bi(III) containing oxides quantum dots/two-dimensional flakes. Journal of Hazardous Materials. 2020;382:121041. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.121041

101. Shan Lian-wei, Wang Gui-lin, Liu Li-zhu, Wu Ze. Band alignment and enhanced photocatalytic activation for a -Bi2O3/BiOCl (001) core-shell heterojunction. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 2015;406:145-151. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2015.05.024.

102. Ike I.A., Linden K.G., Orbell J.D., Duke M. Critical review of the science and sustainability of persulphate advanced oxidation processes. Chemical Engineering Journal. 2018;338:651-669. https://doi.org/10.1016Zj.cej.2018.01.034.

103. Lutze H.V., Kerlin N., Schmidt T.C. Sulfate radical-based water treatment in presence of chloride: Formation of chlorate, inter-conversion of sulfate radicals into hydroxyl radicals and influence of bicarbonate. Water Resources. 2015;72:349-360. https://doi.org/10.1016/j.watres.2014.10.006.

104. Wactawek S., Lutze H.V., Grübel K., Padil V.V.T., Cernik M., Dionysiou D.D. Chemistry of persulfates in water and wastewater treatment: a review. Chemical Engineering Journal. 2017;330:44-62. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.07.132.

105. Wang Jianlong, Wang Shizong. Activation of persulfate (PS) and peroxymonosulfate (PMS) and application for the degradation of emerging contaminants. Chemical Engineering Journal. 2018;334:1502-1517. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.11.059.

106. Hu Xingyun, Zhu Feng, Kong Linghao, Peng Xianjia. Sulfate radical-based removal of chloride ion from strongly acidic wastewater: kinetics and mechanism. Journal of Hazardous Materials. 2021 ;410:124540. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.124540.

107. Fugleberg S.P., Poijarvi J.I. Hydrometallurgical method for treating valuable metal raw materials containing chloride and fluorides. Patent US, no. 2004.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS

Блудова Дана Иршековна,

ассистент кафедры

металлургии цветных металлов,

Уральский федеральный университет имени первого

Президента России Б.Н. Ельцина,

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия

Н e-mail: [email protected]

Dana I. Bludova,

Assistant Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy,

Ural Federal University named after the First President of Russia B.N. Yeltsin, 19, Mira St., Ekaterinburg 620002, Russia H e-mail: [email protected]

Мамяченков Сергей Владимирович,

д.т.н., с.н.с.,

заведующий кафедрой металлургии цветных металлов,

Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия e-mail: [email protected]

Sergey V. Mamyachenkov,

Dr. Sci. (Eng.), Senior Researcher,

Head of the Department

of Non-Ferrous Metals Metallurgy,

Ural Federal University named after the First President

of Russia B.N. Yeltsin,

19, Mira St., Ekaterinburg 620002, Russia

e-mail: [email protected]

Анисимова Ольга Сергеевна,

к.х.н., доцент,

доцент кафедры металлургии цветных металлов, Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия e-mail: [email protected]

Olga S. Anisimova,

Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy,

Ural Federal University named after the First President

of Russia B.N. Yeltsin,

19, Mira St., Ekaterinburg 620002, Russia

e-mail: [email protected]

Вклад авторов

Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.

Contribution of the authors

The authors contributed equally to this article.

2023;27(2):392-421

ISSN 2782-6341 (online)

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интере-

сов.

Conflict of interests

The authors declare no conflict of interests.

Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Информация о статье

Статья поступила в редакцию 09.11.2022; одобрена после рецензирования 15.02.2023; принята к публикации 23.03.2023.

The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.

Information about the article

The article was submitted 09.11.2022; approved after reviewing 15.02.2023; accepted for publication 23.03.2023.