Научная статья на тему 'Сорбция ионов переходных металлов на аминофосфоновом ионообменнике из сточных вод металлургических предприятий'

Сорбция ионов переходных металлов на аминофосфоновом ионообменнике из сточных вод металлургических предприятий Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
82
40
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Кривенко Н.Н., Гапеев А.А., Бондарева Л.П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Сорбция ионов переходных металлов на аминофосфоновом ионообменнике из сточных вод металлургических предприятий»

Учитывая специфику проведения аварийно-спасательных работ (АСР) на разрушенных зданиях, вредные и опасные факторы АСР, которые могут действовать на персонал и пострадавших, приведены на рисунке.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация

СОРБЦИЯ ИОНОВ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ НА АМИНОФОСФОНОВОМ ИОНООБМЕННИКЕ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Н.Н. Кривенко, старший преподаватель, к.т.н., А.А. Гапеев, преподаватель, к.х.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Л.П. Бондарева, доцент, к.х.н., доцент, Воронежский государственный университет инженерных технологий,

г. Воронеж

Технологический процесс предприятий цветной металлургии требует большого водопотребления [1]. Качественная очистка сточных вод решает несколько крупных задач. Во-первых, защита окружающей среды, во-вторых, снижение расхода воды за счет ее повторного использования в системах оборотного водоснабжения. Кроме того, в результате очистки в производство могут быть возвращены целевые компоненты, теряемые со сточными водами, что повышает рентабельность технологического цикла.

При разработке схемы очистки особое внимание необходимо уделять качественному составу сточных вод. Нередко рудничные воды содержат соли переходных металлов близких по свойствам, что затрудняет их извлечение и разделение. В этом случае из всех известных методов деминерализации (ионный обмен, обратный осмос, выпаривание (дистилляция) и электродиализ) более перспективным является ионный обмен.

Эффективное выделение и разделение близких по свойствам катионов переходных металлов, например, меди, никеля, цинка, кобальта и других, возможно на стадии десорбции. Процесс основан на различии констант услойчивости комплексов ионов с сорбентом и с низкомолекулярным лигандом, а так же элюировании катионов аминокислотой из ионообенника в смешанной форме. При этом необходимо, чтобы константы устойчивости комплексов разделяемых металлов с низкомолекулярным лигандом как можно больше отличались друг от друга.

Данный подход был реализован на примере ионообменного разделения катионов меди (II) и никеля (II) из водного раствора. В качестве сорбента

применена ионообменная смола Purolite S950, характеристики которой приведены в таблице.

Разделение проводили в три стадии. На первой стадии в ионообменную колонку загружали полиамфолит Purolite S950 в депротонированной форме. Подготовку ионообменника к работе осуществляли путем перевода в ОН-- форму по стандартной методике [2].

Раствор, содержащий смесь ионов меди (II) и никеля (II), пропускали через слой ионообменника снизу вверх. В ходе процесса через равные промежутки времени отбирали пробы раствора на выходе из колонны. В пробах контролировали концентрацию ионов никеля (II) вольтамперометрическим методом, а суммарную концентрацию ионов металлов - комплексонометрическим методом.

Таблица

Характеристика ионообменной смолы РигоШе S950

Полимерная структура Макропористый сетчатый полимер

Размер зерен, мм 0.6 - 0.85

Строение элементарного звена m CH CH2 CH2 NH CH2 POOH OH

Ионная форма Na

Содержание влаги, % 34 в Н+-форме

65 в №+-форме

Удельный объем, см3/г 2,382 в Н+-форме

Ёмкость по кальцию, г/дм3 24

Плотность, г/см3 1.13

Предельная температура Н , оС 80

Коэффициент конформации 1.7

Предельный рН в Н+-форме 2-6

в №+-форме 6-11

В результате на первой стадии протекала сорбция катионов металлов с обогащением жидкой фазы иононами меди (II), а фазы ионообменника смесью катионов (рис. 1а).

10

15

20

25

30

Рис. 1. Выходные кривые сорбции (а) катионов меди(П) (1) и никеля(П) (2) на Purolite Б950 (ОН-) при 298 К и десорбции (б) меди(П) из Purolite Б950 раствором глицина: со, с - исходная и текущие концентрации ионов в водном растворе

б

а

2

0

5

t.

На второй стадии осуществляли элюирование сорбата раствором глицина с обогащением раствора глицинатным комплексом меди (II), который в дальнейшем может быть использован в качестве пищевой добавки к кормам животных. Степень концентрирования ионов меди (II) составила 100 % (рис. 16).

На третьей стадии проводили регенерацию смолы с обогащением регенерирующего раствора ионами никеля (II) [3].

Особенностью предложенного способа разделения ионов меди (II) и никеля (II) при регенерации ионообменника является сокращение количества вспомогательных реактивов, уменьшение объёмов и степени загрязнения промывных вод. Поскольку концентрации целевых компонентов в очищаемых водах могут колебаться в широких пределах, необходимо индивидуально подбирать характеристики ионообменных колонн и режимы регенерации ионообменника.

Список использованной литературы

1. Милованов Л.В. Очистка сточных вод предприятий цветной металлургии / Л.В. Милованов. - Изд-во «Металлургия», 1971. - 384 с.

2. ГОСТ 10896-78 Иониты. Подготовка к испытанию. - М.: ИПК Изд-во Стандартов, 1980.

3. Пат. 2466101 Яи МПК C02F 1/42 В0Ы 45/00 В0Ы 47/02. Способ ионообменного разделения ионов меди(П) и никеля(П) / Гапеев А.А., Бондарева Л.П., Корниенко Т.С. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Воронеж. гос. технол. акад. - № 2011109306/05; заявл. 11.03.11; опубл. 20.09.12, Бюл. № 26.

МУЛЬТИКАСКАДНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ AIПBV КАК КЛЮЧЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

Д.В. Лазарев, курсант, С.В. Кузубов, преподаватель, к.ф.-м.н., А.С. Мальцев, старший преподаватель, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Загрязнение окружающей среды продуктами сгорания ископаемых источников (газ, нефть, уголь) является причиной ухудшения экологической обстановки на планете. Существенным является также тепловое загрязнение, происходящее при сжигании любого вида топлива. Эти обстоятельства определяют возрастающую роль возобновляемых источников энергии, широкое использование которых не приведет к нарушению экологического баланса Земли. Таким образом, энергетическая и экологическая, особенно в труднодоступных районах, является актуальной задачей.

В настоящий момент времени перспективным является использование гибридных систем: фотоэлектрические панели с аккумуляторами и дизельные или

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.