CC BY
26УДК 54.058
РАЗРАБОТКА ПУТЕЙ ОЧИСТКИ ПРОМЫВОЧНЫХ ВОД ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА ОТ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА
Сердюк А.И., Ялалова М, Солдатов С.
'Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донбасская национальная академия строительства и архитектуры", профессор кафедры "Техносферная безопасность", 286123, г.
Макеевка, ул. Державина, 2, ecoalserdiuk@rambler.ru 2Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донбасская национальная академия строительства и архитектуры", ассистент кафедры "Техносферная безопасность", 286123, г.
Макеевка, ул. Державина, 2, yalalova-rita@mail.ru Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донбасская национальная академия строительства и архитектуры", магистрант 1 курса кафедры "Техносферная безопасность", 286123, г. Макеевка, ул. Державина, 2, petrukhin.vasya@list.ru
Аннотация. Исследовано влияние состава промывочных вод на предельно допустимую плотность тока и выделение свинца на катоде. Определено, что с разбавлением электролита, снижается допустимая плотность тока, необходимая для равномерного осаждения свинца на катоде. Установлена зависимость допустимой плотности тока от концентрации соли свинца в промывочной воде. Показано, что с уменьшением концентрации свинца в растворе в геометрической прогрессии снижается допустимая плотность тока и выход по току. Исходя из этого, целесообразно использовать электролиз при минимальной концентрации соли свинца в растворе равной 2,5 г/л. При меньшей концентрации резко уменьшается скорость процесса выделения, выход по току и резко увеличивается удельный расход электроэнергии. Для дальнейшего выделения свинца из раствора использовали осаждение его в виде гидроксида натрия при рН=9. Рассчитан избыток реагента, который нужно вводить в раствор для полного осаждения соли свинца в зависимости от концентрации соли свинца в растворе. Показано, что избыток реагента в зависимости от концентрации соли свинца изменяется от 1,7 до 9,6.
Предмет исследования: очистка промывочных вод от соединений свинца, образующихся в процессе переработки отслуживших свинцово-кислотных автомобильных аккумуляторов.
Материалы и методы: экспериментальные исследования, основанные на определении допустимой плотности тока, выхода по току, титрование промывочных вод гидроксидом натрия, систематизация полученных данных, обработка полученных результатов методом наименьших квадратов.
Результаты: изучено влияние концентрации борфтористоводородного свинца в растворе на допустимую катодную плотность тока. Выведена зависимость допустимой плотности тока от концентрации соли свинца в растворе. Показано, что с уменьшением концентрации свинца в растворе снижается допустимая плотность тока и выход по току. Построен график зависимости скорости выделения свинца от продолжительности процесса его извлечения из раствора. Исходя из того, видно, что по мере выработки свинца из раствора методом электролиза уменьшается скорость его выделения, что необходимо учитывать при проведении процесса извлечения свинца из раствора. Изучена зависимость избытка щелочи для титрования от концентрации кислоты и свинцовой соли в электролите. Рассчитано превышение раствора гидроксида натрия, расходуемого на нейтрализацию кислоты и свинцовой соли при разных концентрациях соли свинца.
Выводы: при концентрации соли свинца выше 2,5 г/л для электролитического выделения свинца целесообразно использовать электролиз, а при более низкой концентрации применять химическое осаждение.
Ключевые слова: очистка, свинец, промывочные воды, свинцово-кислотные аккумуляторы.
ВВЕДЕНИЕ
Очистка сточных вод гальванического произв одства и сокращение
поступления гальванических отходов в
окружающую среду является важной задачей промышленных предприятий.
Гальваническое производство является одним из самых опасных производств. Подтверждением большой экологической опасности гальванического производства являются директивы Европейской комиссии Seveso II, касающиеся электролитов, содержащих хром (+6), и запрета ЕС на использование свинца при производстве электрического или электронного оборудования [1].
При работе гальванических цехов в сточные воды поступают соли тяжелых металлов в количествах, значительно превышающих ПДК. В результате этого окружающей среде наносится значительный ущерб, так как соли тяжелых металлов ядовиты.
АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Известно большое количество методов извлечения тяжёлых металлов из сточных вод гальванопроизводства, это: электрохимические, реагентные, биохимические, мембранные, сорбционные, комбинированные [2].
Во многих работах описано выделение свинца электролизом из водных растворов электролитов, в том числе сточных вод. Процесс, описанный в
работе [3], был запатентован во многих странах (США, Канаде, Мексике, Бельгии, Франции, Великобритании, Италии и др.).
В работе [4] приводится описание разработанной лабораторной установки для электролиза сточных вод для удаления из них тяжелых металлов, и в настоящее время проводятся исследования этого перспективного метода очистки сточных вод коксохимического производства, позволяющего решить ряд важных проблем, связанных с энергосбережением и защитой окружающей среды.
Известен способ очистки сточных вод от ионов свинца, который позволяет повысить степень очистки и скорость процесса очистки от ионов свинца, сократить продолжительность процесса, а также снизить удельные энергозатраты [5].
В статье [6] было показано, что ионы РЬ в основном удаляли микроэлектролизом Бе/С, и последующая микробная адсорбция-флоккуляция превосходит при обработке свинцовых сточных вод низкой концентрации.
Для извлечения из сточных вод металлов (цинка, меди, хрома, никеля, свинца, ртути, кадмия, ванадия, марганца), а также соединений мышьяка, фосфора, цианидов используется ионообменная очистка, позволяющая не только освобождать воду от загрязнения токсичными элементами, но и улавливать для повторного использования ряд ценных химических соединений [7].
В настоящее время электрохимические методы выделения тяжелых цветных металлов из сточных вод гальванопроизводства находят все более широкое применение. К ним относятся процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляции,
электрофлокуляции и электродиализа [8]. Все эти процессы протекают на электродах при пропускании через раствор постоянного электрического тока.
В США разработана конструкция электролизера для извлечения тяжелых металлов, в котором однородный поток мельчайших пузырьков воздуха, направленный перпендикулярно поверхности катода, разрушает примыкающий к катоду диффузный слой электролита. Это резко улучшает массообмен в электролите и повышает выход по току [9]. Также в США широко используется электролизер, оборудованный биполярными электродами из углеродистой стали. Расход электроэнергии составляет 10 кВт на 1 кг тяжелых металлов. При содержании тяжелых металлов более 50 мг/л электрохимическая обработка осуществляется в несколько стадий. Концентрация вредных примесей тяжелых металлов после очистки не превышает по каждому из них 0,05 мг/л [10].
Большие успехи достигнуты в результате работ по электрохимическому регулированию рН с выделением гидроксидов металлов в совокупности с электрофлотацией и электролизом [11]. Это
направление успешно развивается в Москве, а также на Украине.
Несмотря на успехи применения электролиза для очистки сточных вод от тяжелых металлов (в том числе и свинца) не ясны граничные условия, при которых возможно использование этого метода.
Для удаления тяжёлых металлов из сточных вод, в том числе и свинца, в настоящее время наиболее распространены реагентные методы очистки, сущность которых заключается в переводе растворимых в воде веществ в нерастворимые при добавлении различных реагентов (гидроксидов металлов, их карбонатов и сульфидов) с последующим отделением их от воды в виде осадков [12].
Сообщается [13], что осажденные сульфиды тяжелых металлов легко отделяются от воды. Из полученных осадков известными способами получают металлы, которые повторно используют в производстве. Однако не ясно, какое избыточное количество реагентов необходимо вводить в сточную воду для полного осаждения солей свинца из раствора.
Цель работы: очистить промывочные воды от свинца процесса переработки отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов на основе борфтористоводородного электролита.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В работе определяли допустимую плотность тока на стандартной ячейке Хулла объемом 250 мл с использованием свинцовых анода и катода. Расчеты допустимой плотности тока проводили по уравнениям, описанным в работе [14]. Выход по току рассчитывали исходя из определенных в прямоугольной ячейке количества отложенного свинца на катоде при определенных силе тока, напряжении и времени электролиза при температуре 25 °С [15].
Кислотно-основное титрование электролита осуществляли 0,05 - 0,3 н раствором №ОИ [16]. Измеряли концентрацию свинца в растворе после осаждения гидроксида свинца гидроксидом натрия и фильтрования раствора. Измерения проводили фотоколориметрическим методом, основанном на взаимодействии иона свинца с сульфарсазеном с образованием комплексного соединения, окрашенного в желто-оранжевый цвет [17].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
В процессе промывки катодов на катоде откладывается 2 г/м2 электролита. Наиболее распространенными электролитами для свинцевания и переработки отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов (СКА) являются борфтористоводородные, состоящие из свинцовой соли борфтористоводородной кислоты, борфтористоводородной кислоты и поверхностно-
активных веществ (ПАВ) [18]. Водные растворы, полученные после промывки катодов с выделенным на них свинцом, содержат разную концентрацию компонентов электролита. Для электрохимического извлечения свинца из промывочного раствора основной характеристикой является допустимая катодная плотность тока [19]. Это такая плотность тока, при которой и ниже которой на катоде выделяется свинец и не выделяется водород, что приводит к отложению на
катоде качественного покрытия. Как правило, для работы берут значения плотности тока равные 0,8 от допустимой. Скорость выделения свинца на катоде прямо пропорциональна величине допустимой катодной плотности тока. В связи с этим изучено влияние концентрации борфтористоводородного свинца в растворе на допустимую катодную плотность тока, результаты которых приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние концентрации соли свинца в растворе (С, г/л) на допустимую катодную плотность тока (Дк , А/м2) Table 1 - Effect of lead salt concentration in solution (C, g/l) on the permissible cathodic current density (Рс, A/m2)
С, г/л lgC Дк , А/м2 № Выход по току, %
80,7 + 1,91 356 + 0,55 97,5
40,4 + 1,61 249 + 0,40 97,0
20,2 + 1,31 31 - 0,51 93,6
2,5 + 0,40 3,3 - 1,48 88,3
0,16 - 0,80 0,50 - 2,30 64,7
Из результатов полученных на рисунке 1 видно, что зависимость Дк от С выравнивается в двойных логарифмических координатах. Прямая была обработана по методу наименьших квадратов и полученное уравнение 1, позволяет описать зависимость Дк от С с
удовлетворительным коэффициентом корреляции равным 0,95, имеющая следующий вид, приведенный на рисунке 1. Исходя из этого уравнения, допустимая плотность тока будет равна
Д = 10^ 1>083x/g C-1,628)
(1)
-1 -
-2 -
y = 1.083x - 1.628 R2 = 0.949
01
lgC
Рис. 1. Зависимость допустимой плотности тока от концентрации соли свинца в растворе Fig. 1. The dependence of the permissible current density on the concentration of lead in solution При этом на катоде происходит следующая реакция:
Pb2+ + 2е ^ Pb
(2)
i -
о -
2
Эта реакция имеет второй порядок и, соответственно, при разбавлении электролита равновесие будет сдвигаться в левую сторону, т.е. этим объясняется наблюдаемые уменьшение Дк по мере разбавления электролита (табл.1, рис. 1).
Уравнение 1 позволяет рассчитать значение Дк при разных концентрациях соли свинца в растворе (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние концентрации соли свинца в электролите на рассчитанную катодную допустимую и
рабочую плотности тока
Table 2 - Effect of lead salt concentration in the electrolyte on the calculated cathode allowable and operating current
density
CPb 2+, г/л № Дк, А/м2 Др, мА/м2
10-2 - 3,79 0,00016 12800 10-5
10-3 - 4,88 0,000013 1040- 10"5
10-4 - 5,9 0,0000012 96 • 10"5
10-5 - 7,043 10"8 -9,05 8 • 10"5
Результаты, приведенные в таблицах 1 и 2, показывают, что относительно низкие значения Дк наблюдаются при концентрации соли свинца в промывочном растворе при концентрации 160 мг/л и ниже. При этом, при концентрации соли свинца в растворе понижается выход по току, по-видимому, за счет затрат тока на преодоление электрического сопротивления разбавленного дистиллированной водой электролита. Также увеличиваются расходы электрической энергии на выделение единицы массы свинца при исходной концентрации соли свинца равной 160 мг/л по сравнению с концентрацией соли свинца равной 2500 мг/л при
их значениях равных соответственно 1,3 кВт/кг по сравнению с 0,27 кВт/кг. Следовательно, считаем целесообразным выделение свинца на катоде электролизом при концентрации равной 2500 мг/л и выше, при которой также наблюдается достаточной высокий выход по току.
Построили график зависимости скорости выделения свинца (и) от продолжительности процесса его извлечения из раствора (Т), который показан на рисунке 2 при следующем составе электролита: свинец борфтористоводородный - 10 г/л, борофтористоводородная кислота - 20,2 г/л и сульфидно-спиртовая баржа (ССБ) - 0,25 г/л.
U, г/дм2-ч Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
Основной
ОсновноОсновноОсновноОсновноО сновноО сновной
Т, час
Рис. 2. Зависимость скорости выделения свинца от продолжительности процесса его извлечения из раствора Fig. 2. The dependence of the rate of release of lead on the duration of the process of its extraction from solution
Следует отметить (рис.2), что по мере выработки свинца из раствора методом электролиза уменьшается скорость его выделения, что необходимо учитывать при проведении процесса извлечения свинца из раствора.
По-видимому, при концентрации соли свинца в растворе ниже 2500 мг/л, будет целесообразно проводить химическое осаждение солей свинца из разбавленных водных растворов. Наименьшая концентрация соли свинца при осаждении будет наблюдаться при рН близкой к 9 [20]. При меньших значениях рН раствора растворимость солей свинца увеличивается за счет образования его солей с кислотами, при больших значениях рН
растворимость солей свинца увеличивается за счет образования его солей с основаниями. Это говорит о том, что для наименьшей концентрации солей свинца в растворе необходимо поддерживать значение рН раствора близкое к 9. Для получения такого значения рН использовали кислотно-основное титрование электролита, содержащего борфтористоводородную кислоту и ее свинцовую соль гидроксидом натрия в присутствии индикатора фенолфталеина с рН перехода окраски в интервале 8,2-9,8. При нейтрализации борфтористоводородной кислоты и ее свинцовой соли №ОН будут проходить следующие реакции:
HBF4+NaOH ~NaBF4 Pb (BF4)2 + 2 NaOH~ 2 NaBF4 + Pb(OH)2
(3)
(4)
Отмечено, что с уменьшением концентрации электролита, увеличивается избыток щелочи, который необходим для достижения такого значения рН (табл. 3). Это объясняется тем, что для реакций 3 и 4 уменьшение концентрации реагирующих компонентов равновесие будет сдвигаться влево, в сторону образования исходных продуктов. Для полной нейтрализации изучаемых компонентов необходим избыток реагента - №ОИ. Как показывают исследования, избыток гидроксида
натрия увеличивается по мере разбавления электролита, что и стоило ожидать. Изучили зависимость избытка щелочи для титрования от концентрации кислоты и свинцовой соли в электролите (табл.3). Показано, что эта зависимость выравнивается в двойных логарифмических координатах и описывается уравнением с хорошим коэффициентом корреляции (Я2) равным 0,97 (рис.3):
AV = 10r-0,51xZg Q+0,47; F
(5)
где V- объем раствора №ОИ, который необходим для нейтрализации ИБР4 и РЬ(БР4)2 по уравнениям 3 и 4;
ДV - разница между фактическим объемом раствора №ОИ, израсходованного на нейтрализацию кислоты и свинцовой соли, и рассчитанным по уравнению 3 и 4.
0,8
0,7
; =-OJ13?x+0.4iM
R== 0,9679
0.6
OA
0,3 ♦
(1.?
0.1
0
1(0.
Рис. 3. Зависимость избытка щелочи для титрования от концентрации кислоты и свинцовой соли в электролите Fig. 3. Dependence of excess alkali for titration on the concentration of acid and lead salt in the electrolyte
Это позволяет рассчитать превышение количества щелочи для осаждения свинца из разбавленных растворов электролита в зависимости от его концентрации, что необходимо
для промышленного выделения свинца из раствора методом осаждения №ОИ. При этом определенная концентрация соли свинца в растворе после осаждения и фильтрования составляет 1,4 мг/л.
Таблица 3 - Зависимость превышения объема NaOH, потраченного на нейтрализацию, от суммарной исходной концентрации борфтористоводородной кислоты и ее свинцовой соли в растворе
Table 3 - Dependence of the excess of the volume of NaOH spent on neutralization on the total initial concentration of
hydrofluoric acid and its lead salt in solution
£(ChbF4 +Cpb(BF4)2), C, Г/Л lg^(CHBF4 +Cpb(BF4)2), C, г/Л «g (AV/V) AV/V
0,47 -0,33 0,67 4,7
0,54 -0,27 0,60 4,0
0,93 -0,03 0,47 2,95
1,91 0,28 0,28 1,9
3,45 0,54 0,23 1,7
С помощью уравнения 5 рассчитали превышение раствора щелочи, расходуемого на нейтрализацию кислоты и свинцовой соли при разных концентрациях соли свинца.
Таблица 4 - Зависимость допустимой и рабочей плотности тока и превышение объема щелочи от
концентрации свинца в растворе
Table 4 - Dependence of permissible and operating current density and alkali volume excess on lead concentration in
solution
СрЬ2+, г/л Дк, мА/м2 Др, мА/м2 lgQ lg (AV/V) AV/V
0,096 1,86 1,49 -0,018 0,479 3,01
0,070 1,35 1,08 -0,155 0,549 3,54
0,050 0,91 0,73 -0,301 0,624 4,21
0,030 0,56 0,45 -0,523 0,737 5,46
0,010 0,16 0,13 -1,0 0,98 9,55
Исходя из результатов, видно, что Дк и Др имеют очень низкие значения, которые обуславливают очень низкие скорости выделения свинца из раствора, а также низкий выход по току (табл. 1). Это говорит о нерациональности использования электролиза для очистки промывочных вод от ионов свинца. Более целесообразно применять химическое осаждение свинца определенным количеством NaOH исходя из значения AV/V.
ВЫВОДЫ
Таким образом, при концентрации соли свинца выше 2,5 г/л для электролитического выделения свинца целесообразно использовать электролиз, а при более низкой концентрации применять химическое осаждение при рН перехода близком к 9.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Перелыгин Ю. П. Реагентная очистка сточных вод и утилизация отработанных растворов и осадков гальванических производств: учеб. пособие / Ю. П. Перелыгин, О. В. Зорькина, И. В. Рашевская, С. Н. Николаева. Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. 80 с.
2. Кругликов С.С., Кочергина Л.И., Белкина Л.Н., Яшина О.А. Гальванотехника и обработка поверхности. 2005. Т.3 №1. С.69.
3. Betts, Anson Gardner. Lead refining by electrolysis. New York, J. Wiley & Sons. 2011. 410 р.
4. Сенкевич И.В. Шульга К.И. Электролиз как перспективный метод очистки сточных вод коксохимического производства Материалы IV Международной конференции «Сотрудничество для решения проблемы отходов» Харьков, 2007. С. 187-182.
5. Способ очистки сточных вод от ионов свин ца / В.И. Ильин, В. А. Колесников, А.В. Перфильева ; заявитель и патентообладатель Российский химико-технологический университет имени
Д.И.Менделеева. № 2009125321/05; заявл. 02.07.2009; опубл. 20.08.2011. Бюл. № 23. 6 с.
6. Peng R. H. et al. Research on Treatment of Leaded Wastewater by Process Combined Fe/C Micro-Electrolysis with Microbial Adsorbent-Flocculant, Applied Mechanics and Materials, Vol. 700, 2015. pp. 470-474.
7. Филиппов В.Н. Оборудование и технология очистки сточных вод, примеры расчета на 022 ЭВМ /В.Н. Филиппов и др. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2003. 300 с.
8. Румянцева З.М. Электрохимические методы очистки природных и сточных вод. М., 1971. С.258-259.
9. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 2001, С.98 - 102.
10. Григорьев С.А. Электрохимические системы с твердым полимерным электролитом (научный обзор). Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология», Москва, 2014. С.18-26.
11. Сосновский Г.Н., Сосновская Н.Г., Ковалюк Е.Н., Султанова В.И. Электролиз водных растворов без выделения металлов. Учебное пособие по курсу «Основы электрохимической технологии». Ангарск, АГТА, 2005. 101 с.
12. Удаление металлов из сточных вод: Нейтрализация и осаждение / Под ред. Дж. К. Кушни; Перевод с англ. С. А. Маслова; Под ред. Г. Е. Заикова. М.: Металлургия, 1987. 174 с.
13. Воронов Ю.В. Водоотведение и очистка сточных вод: учебник. Изд.4-е, доп. и перераб. М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2006. 702 с.
14. Боровиков В.А. и др. Электрические сети энергетических систем. Учебник для техникумов. Изд. 3-е, переработанное. Л.: Энергия, 1977. 392 с.
15. Инженерная гальванотехника в приборостроении / Под ред А. М. Гинберга, М., 1977. 512 с.
16. Бейтс Р. Определение рН. Теория и практика, пер. с англ., 2 изд. Л., 1972. С. 126.
17. МУ 2013-79 Методические указания на фотометрическое определение свинца и его соединений в воздухе. М.: Минздрав СССР, 1979. 25 с.
18. Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., испр. М.: Химия, 2000. 480 с.
19. Перельман В.И. Краткий справочник химика. М.: Научно-техническое издательство химической литературы. Издание 4-е, стер., 2013. 560 c.
20. Штриплинг Л.О., Туренко Ф.П. Основы очистки сточных вод и переработки твердых отходов Учебное пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005.192 с.
REFERENCES
1. Perelygin Yu. P. Reagent wastewater treatment and disposal of waste solutions and precipitation of electroplating: studies. manual / Yu. P. Perelygin, O. V. Zorkina, I. V. Rashevskaya, S. N. Nikolayeva. Penza: PGU Publishing House, 2013. 80 p.
2. Kruglikov S.S., Kochergina L.I., Belkina L.N., Yashina O.A. Electroplating and surface treatment. 2005. V. 3 №1. Р.69.
3. Betts, Anson Gardner. Lead refining by electrolysis. New York, J. Wiley & Sons. 2011. 410 p.
4. Senkevich I.V. Shulga K.I. Electrolysis as a promising method of wastewater treatment by-product coke production Proceedings of the IV International Conference "Cooperation to solve the problem of waste" Kharkov, 2007. pр. 187-182.
5. The method of wastewater treatment from lead ions / V.I. Ilyin, V.A. Kolesnikov, A.V. Perfilieva; applicant and patent holder Russian University of Chemical Technology named after D.I. Mendeleev. No. 2009125321/05; declare 07/02/2009; publ. 08.08.2011; Bul. № 23. 6 p.
6. Peng R. H. et al. Micro / Electrolysis with Microbial Adsorbent-Flocculant, Applied Mechanics and Materials, Vol. 700, 2015. pp. 470-474.
7. Filippov V.N. Equipment and wastewater treatment technology, examples of calculation on 022
computers / VN. Filippov et al. Ufa: Publishing house of USPTU, 2003. 300 p.
8. Rumyantseva Z.M. Electrochemical methods of purification of natural and waste waters. M., 1971. P.258-259.
9. Gvozdev V.D., Ksenofontov B.S. Industrial wastewater treatment and sedimentation utilization. M .: Chemistry, 2001, P.98 - 102.
10. Grigoriev S.A. Electrochemical systems with solid polymer electrolyte (scientific review). International Journal of Alternative Energy and Ecology, Moscow, 2014. P.18-26.
11. Sosnovsky G.N., Sosnovskaya N.G., Kovalyuk E.N., Sultanova V.I. Electrolysis of aqueous solutions without isolation of metals. The manual for the course "Fundamentals of electrochemical technology." Angarsk, AGTA, 2005. 101 p.
12. Removal of metals from wastewater: Neutralization and sedimentation / Ed. J.K. Kushni; Translation from English S.A. Maslova; Ed. G. E. Zaikov. M .: Metallurgy, 1987. 174 p.
13. Voronov Yu.V. Water disposal and wastewater treatment: a textbook. Edition 4, ext. and conver. M.: Publishing House of the Association of construction universities, 2006. 702 p.
14. Borovikov V.A. and others. Electric networks of power systems. Textbook for technical schools. Ed. 3rd, reworked. L.: Energy, 1977. 392 p.
15. Engineering electroplating in instrument making / Edited by A. M. Ginberg, M., 1977. 512 p.
16. Bates R. Determination of pH. Theory and practice, trans. from English, 2 ed. L., 1972. P. 126.
17. MU 2013-79 Guidelines for the photometric determination of lead and its compounds in the air. M .: USSR Ministry of Health, 1979. 25 p.
18. Lidin R.A. and other. Chemical properties of inorganic substances: Proc. manual for universities. 3rd ed., Corr. M .: Chemistry, 2000. 480 p.
19. Perelman V.I. Quick reference chemist. M .: Scientific and technical publishing house of chemical literature. 4th edition, erased., 2013. 560 c.
20. Shtripling L.O., Turenko F.P. Fundamentals of wastewater treatment and recycling of solid waste textbook. Omsk: Omsk State Technical University Publishing House, 2005. 192 p.
DEVELOPMENT OF THE WAYS TO CLEAN WASHING WATERS OF GALVANIC PRODUCTION
FROM LEAD COMPOUNDS
Serdyuk A I, Yalalova M, Soldatov S.
Summary: The influence of the composition of the washing water on the maximum permissible current density and the release of lead at the cathode was studied. It was determined that with the dilution of the electrolyte, the permissible current density required for uniform deposition of lead on the cathode decreases. The dependence of the permissible current density on the salt concentration of lead in the wash water was established. It is shown that with a decrease in the concentration of lead in the solution, the permissible current density and current efficiency decrease exponentially. On this basis, it is advisable to use electrolysis with a minimum concentration of lead salt in the solution equal to 2.5 g/l. At a lower concentration, the rate of the isolation process decreases dramatically, the current efficiency decreases and the specific energy consumption increases sharply. For further extraction of lead from the solution, its precipitation in the form of sodium hydroxide at pH= 9 was used. An excess of the reagent is calculated, which must be introduced into the solution to completely precipitate the lead salt, depending on the concentration of lead salt in the solution. It is shown that the excess reagent, depending on the concentration of lead salt, varies from 1.7 to 9.6.
Subject of research: purification of wash water from lead compounds formed during the processing of old lead-acid car batteries.
Materials and methods: experimental studies based on the determination of the permissible current density, current efficiency, titration of washing water with sodium hydroxide, systematization of the data, processing of the results obtained by the method of least squares.
Results: The effect of the hydrofluoric lead concentration in the solution on the permissible cathodic current density was studied. The dependence of the permissible current density on the salt concentration of lead in the solution is derived. It is shown that with a decrease in the concentration of lead in the solution, the permissible current density and current efficiency decrease. A graph was constructed of the dependence of the rate of release of lead on the duration of the process of its extraction from solution. Based on this, it can be seen that as lead is produced from a solution by electrolysis, the rate of its release decreases, which must be considered when carrying out the process of extracting lead from a solution. The dependence of excess alkali for titration on the concentration of acid and lead salt in the electrolyte was studied. The excess of sodium hydroxide solution consumed to neutralize the acid and lead salt at different concentrations of lead salt is calculated.
Conclusions: when the salt concentration of lead is above 2.5 g/l, it is advisable to use electrolysis for electrolytic separation of lead, and at a lower concentration to use chemical precipitation.
Key words: cleaning, lead, wash water, lead-acid batteries.
