УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА. ПОЛУЧЕНИЕ КОАГУЛЯНТА

Акимова М.А.¹, Калюкова Е.Н.²

¹Студент,

²кандидат химических наук,

Ульяновский государственный технический университет

УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ  ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА. ПОЛУЧЕНИЕ КОАГУЛЯНТА

Аннотация

В статье рассмотрена возможность утилизации шлама, полученного из солянокислого травильного раствора и использование его в качестве коагулянта. Сравнение коагуляционной способности сульфата алюминия и сульфата железа(III), полученного из шлама.

Ключевые слова: утилизация, коагуляция, порог коагуляции.

Akimova M.A.¹, Kaljukova Е.N.²

¹Student,

²PhD in Technical Sciences,

Ulyanovsk State Technical University

UTILIZATION OF GALVANIC WASTE. GETTING COAGULANT

Abstract

The article considers the possibility of disposing of sludge resulting from a hydrochloric acid etching solution and using it as a coagulant. Comparing the coagulation ability of aluminum sulfate and iron sulfate (III), obtained from slurries.

Keywords: recycling, coagulation, coagulation threshold.

Проблема переработки и утилизации жидких  и твёрдых отходов, образующихся в процессе обезвреживания промышленных стоков гальванических производств, является серьезной проблемой. Это связано с многообразием видов гальванических отходов и их высокой токсичностью.

Учитывая рост образования отходов, первоочередное внимание следует уделять максимально возможному вовлечению отходов в хозяйственный оборот. Захоронение отходов гальванического производства на полигонах является невыгодным в экономическом отношении из-за потери минеральных ресурсов и сооружения дорогостоящих специальных полигонов и небезопасно с точки зрения охраны окружающей среды. Широко известен способ утилизации гальванических отходов в качестве добавок в различные строительные материалы, в дорожные покрытия. Более перспективным является  использование отходов в качестве вторичных материальных ресурсов. Извлечение ионов тяжелых металлов из шламов промышленных предприятий объясняется не только необходимостью защиты окружающей среды, но и ценностью самих металлов. Переработкой шламов можно превратить их во вторичные сырьевые ресурсы, тем самым снизить их класс опасности, принести прибыль и предотвратить вредное воздействие отходов на окружающую среду.

При осветлении природных вод поверхностных источников и при очистке сточных вод для увеличения скорости осаждения и получения осадка, который лучше поддается механическому обезвоживанию, используют коагулянты. Для осуществления процесса коагуляции чаще всего применяются соли алюминия и железа.

Наибольшее распространение при коагуляции получил сернокислый алюминий, однако его применение ограничивается величиной рН обрабатываемой воды 6,5-7,5. В более щелочной среде вследствие амфотерных свойств алюминия образуется легко растворимый алюминат натрия. Поэтому при известковании в качестве коагулянта применяют сернокислое или хлорное железо, допускающее колебания величины рН в пределах 4–10.

Использование шламов в качестве вторичного сырья зависит от качественного и количественного состава шлама. В работах [1-3] проведена технология обезвреживания солянокислого травильного раствора с образованием шлама, содержащего катионы железа и цинка. В зависимости от условий  проведения процесса получены шламы различного состава, которые использовали для получения сульфата железа(III), применяемого в качестве коагулянта.

Коагуляционные свойства сульфата железа(III) , полученного из шлама, сравнивали с коагуляционной способностью сульфата алюминия, который широко используется в процессе очистки воды в качестве коагулянта. Для исследования использовали гидрозоль, полученный при взаимодействии растворов CuSO₄ и K₄[Fe(CN)₆], последний взят с 0,5 % избытком. Результаты определения порога коагуляции представлены на рис. 1.

Рис. 1 – Зависимость оптической плотности раствора золя от объема добавленного электролита

Расчет порога коагуляции проводят по формуле

Таблица 1 – Результаты опыта по определению порога коагуляции

Электролит	Коагулирующий ион	Порог коагуляции ммоль/л	Концентрация катиона мг/л
Al2(SO4)3	Al3+	0,026	1,40
Fe2(SO4)3	Fe3+	0,021	2,33

 

Было изучено влияние концентрации  коагулянтов на эффективность процесса коагуляции. В гидрозоль вводили определенный  количество коагулянта (объем), концентрация которого в исследуемом гидрозоле должна составить 10, 25, 50, 100, 150, 200 мг/л. Содержимое колб перемешивали и затем отфильтровывали. Колориметрически, используя калибровочный график, определяли остаточное содержание дисперсной фазы гидрозоля и вычисляли степень коагуляции по формуле

Результаты сравнения степени  коагуляции гидрозоля ферроцианида меди под действием сульфата алюминия и, полученного из шлама, сульфата железа(III) представлены на рисунке 2.

Рис. 2 – Изменение степени коагуляции гидрозоля ферроцианида меди в зависимости от концентрации коагулянта и вида коагулянта

При использовании коагулянта сульфата железа(III), полученного из шлама, степень очистки гидрозоля оказалась выше по сравнению со степенью очисткой при использовании сульфата алюминия.

Литература

1. Калюкова, Е. Н. Утилизация солянокислых отработанных травильных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов / Е. Н. Калюкова, В. В. Савиных, А. О. Воронцов // Вестник СГАСУ. Градостроительство и архитектура. – Самара, 2013. – Выпуск № 4 (13). – С. 42-44.
2. Калюкова, Е.Н. Изменение состава шлама, полученного из солянокислого травильного раствора, после промывки его водой /Е. Н. Калюкова, А. О. Воронцов // В сборнике Актуальные научные вопросы и современные образовательные технологии сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 28 июня 2013 г.: в 7 частях. – Тамбов, 2013. – С. 70-72.

References

1. Kaljukova, E. N. Utilizacija soljanokislyh otrabotannyh travil'nyh rastvorov, soderzhashhih iony tjazhelyh metallov / E. N. Kaljukova, V. V. Savinyh, A. O. Voroncov // Vestnik SGASU. Gradostroitel'stvo i arhitektura. – Samara, 2013. – Vypusk № 4 (13). – S. 42-44.
2. Kaljukova, E.N. Izmenenie sostava shlama, poluchennogo iz soljanokislogo travil'nogo rastvora, posle promyvki ego vodoj /E. N. Kaljukova, A. O. Voroncov // V sbornike Aktual'nye nauchnye voprosy i sovremennye obrazovatel'nye tehnologii sbornik nauchnyh trudov po materialam Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii 28 ijunja 2013 g.: v 7 chastjah. – Tambov, 2013. – S. 70-72.