CC BY
23
УДК 66.08:628.16
Е. А. Бывальцев, Н. Е. Пудова
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20 * e-mail: ByvaltsevEA@mail.ru
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ АНТИСКАЛАНТОВ НА ОСАЖДЕНИЕ СУЛЬФАТА БАРИЯ
Выполнена оценка влияния вида и дозы антискаланта на процесс образования осадка сульфата бария из пересыщенных растворов. Найдено, что большинство антискалантов эффективно подавляют осаждение указанного примесного компонента. Проведены дополнительные исследования по выбору наиболее эффективного антискаланта. Показано, что ингибитор осадкообразования Энергософт является наиболее подходящим в данном процессе.
Ключевые слова: сульфат бария; образование осадка; водоподготовка; обратный осмос; антискаланты.
Одной из примесей, обладающих малой растворимостью и способной отлагаться на поверхности обратноосмотических мембран является сульфат бария (ПРвaso4= 1,110-10моль2/л2)[1]. Для предотвращения образования осадков малорастворимых соединений используются антискаланты или ингибиторы
осадкообразования[2] .Для выбора наиболее эффективного антискаланта и контроля процесса осадкообразования сульфата бария нами была использована ранее разработанная методика оценки эффективности антискалантов [3-4].Ее суть состоит в создании условий, способствующих образованию осадков малорастворимых соединений. Для этого создаются пересыщенные по соответствующим соединениям растворы, и оценивается возможность подавления осаждения с использованием антискалантов и варьированием их концентраций. При выборе условий осаждения BaSO4Готовились его растворы с различными степенями пересыщения путем одновременного сливания в
стехиометрическом соотношении сульфата калия и хлорида бария и перемешиванием раствора в течение 30 секунд с помощью двухлопастной мешалки при 300об/мин. Фотографии полученного осадка переводили в черно-белую палитру и с помощью программы Apfillinkопределяли % заполнения фотографии цветом. Данный показатель (m,%) был выбран как параметр, характеризующий количество образовавшегося осадка. На рисунке 1 представлена зависимость показателя m,% от концентрации раствора сульфата бария.
раствора BaSO^T времени
т,% -рН=9
-рН=8
-рН=б,25
0 2
2 1 время, ми» 0 1
Рис.2. Зависимость количества осадка сульфата бария от времени при различных значениях рН.
Проведенные опыты по осаждению сульфата бария при различных значениях рН, показали, что винтервале рН 6-8 данный параметр незначительно влияет на количество осадка (рис.2).
В результате проведенных экспериментов были выбраны условия получения осадка и контроля процесса микроскопическим методом,
представленные в таблице 1.
Дальнейшим этапом работы явилось изучение влияния доступных для нас антискалантов, характеристика которых представлена в таблице 2, на осаждение сульфата бария.
Таблица 1. Выбранные условия контроля процесса осадкообразования.
№ Параметр Значение параметра № Параметр Значение параметра
1 Состав осадка BaSO4 4 Степень увеличения микроскопа 220
2 Концентрация 0,375ммоль/л 5 Предварительное перемешивание 30 сек
3 рН 6,25 6 Время съемки 10 мин
Таблица 2. Состав и основные характеристики использованныхантискалантов.
Плотность, рН
Марка Состав при 20 °С, Исходного Рабочего
г/мл раствора раствора
АКВА-ИС-1/2 Водный раствор натриевых солей нитрилотриметилфосфоновой (НТФ) кислоты с добавлением синергетической смеси сополимеров поликарбоксилатов 1,19 5,5 6,0
АКВА-ИС-3 Водный раствор (25%) гептанатриевой соли, органические производные фосфоновой кислоты 1,30 9,8-10,2 8,5
Оепе8у8 ЬБ органические производные фосфоновой кислоты 1,32-1,34 9,8-10,2 8,5
АКВА-ИС-1/3 (н) Водный раствор нитрилотриметилфосфоновой кислоты с добавлением сополимеров -поликарбоксилатов в качестве дисперсантов, а также биоцида 1,15-1,25 2,0-3,0 6,1
АКВАРЕЗАЛТ смесь фосфоната - РВТСА и частично 1,33 - 0,02 5,8
1030 гидролизованного малеинового ангидрида
фосфорорганические в-ва (не менее
Энергософт 57,1%), минеральные в-ва (1,3%), железо (масс. 0,004%), карбоксилсодер-жащие органические в-ва (2,2%) 1,45 0 6,5
Данные исследования проводились при концентрации, наиболее часто используемой при обратноосмотический очистке воды-4 мг/л (рис. 3).
Рис.3. Зависимость количества осадка сульфата барияот времени при концентрацииантискалантов 4 мг/л
12
1 0 8 —бепеяуйи
ИС-1/3; Энергософт время, мин 2
°£Ч),6 0,4
0,2
0 —¿н 1-1—1 1—1—1 -1 1 1 0 1
Рис.4. Зависимость количества осадка сульфата бария от времени при концентрацииантискалантов 2 мг/л
Как следует из представленных зависимостей, все изученные ингибиторы, за исключением антискаланта Акварезалт 1030, при их концентрации 4 мг/л полностью предотвращают осаждение сульфата бария.
Для определения наиболее эффективного из изученных ингибиторов проводились аналогичные опыты при меньшей концентрации антискалантов - 2 мг/л (рис.4).
Однако и в этом случае ряд антискалантов показал возможность полного подавления образования осадка сульфата бария в выбранных условиях. При дальнейшем снижении концентрации антискалантов до 1 мг/л наибольшую
эффективность по подавлению образования осадка сульфата бария в выбранных условиях показал ингибитор солеотложения «Энергософт» (рис.5).
Рис.5. Зависимость количества осадка сульфата бария от времени при концентрацииантискалантов 1 мг/л
Выводы:
1. Выбраны условия получения осадка сульфата бария и предложена методика, позволяющая фиксировать его образование микроскопическим методом.
2. Изучена эффективность некоторых антискалантов по подавлению образования осадка сульфата бария.
Показано, что при концентрации 4 мг/лантискалантыфирмы «АКВА-КЕМИКАЛ» (Аква-ИС-1/3, Аква-ИС-1/2 и Аква-ИС-3). GenesysLF и «Энергософт».полностью предотвращают осаждение сульфата.барияиз пересыщенного раствора. При минимальной концентрации исследумых антискалантов наиболее эффективным оказался препарат «Энергософт».
Бывальцев Евгений Александрович, студент 4 курса факультета Технологий неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Пудова Наталья Евгеньевна, аспирантка факультета Технологий неорганических веществ и электрохимических процессов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва.
Литература
1. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии: Справ. Изд. - 6е изд., перераб. И доп. - М.: Химия, 1989. - 448с.
2. Пантелеев А. А., Рябчиков Б.Е., О.В. Хоружий. Технологии мембранного разделения в промышленной водоподготовке.- М.: ДеЛи плюс, 2012 - 429с.
3. Жога А.В., Пудова Н.Е., Какуркин Н.П. Разработка методики оценки эффективности антискалантов // Успехи в химии и химической технологии, сб. науч. тр. Том XXVII, №7 (147) - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2013. - с.129 - 132.
4. Жога А.В., Багаутдинова З.Р., Пудова Н.Е. Совершенствование микроскопической методики определения оптимального типа и дозы антискаланта для предотвращения образования осадка на обратноосмотических мембранах, Успехи в химии и химической технологии.
Byvaltsev Evgeniy Alexandrovich, Pudova Nataliya Evgenievna D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail:ByvaltsevEA@mail.ru
STUDY OF THE INFLUENCE ON PRECIPITATION ANTISKALANTBARIUM SULFATE
Abstract
The estimation of the influence of the type and dose of antiscalant in the process of formation of barium sulfate precipitate from supersaturated solutions was investigated. We found that most of antiscalant effectively suppress deposition of said impurity component. Carried out additional research on the most effective antiscalant. It is shown that precipitation inhibitor Energosoft is most appropriate in the process.
Key words: barium sulfate; water treatment; precipitation; reverse osmosis; antiscalants.
