АНАЛИЗ ИОННОГО СОСТАВА ВОДНОЙ ФАЗЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЯХ И ПРИРОДНЫХ ВОДАХ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

АНАЛИЗ ИОННОГО СОСТАВА ВОДНОЙ ФАЗЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЯХ И ПРИРОДНЫХ ВОДАХ

АНАЛИЗ ИОННОГО СОСТАВА ВОДНОЙ ФАЗЫ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИЯХ И ПРИРОДНЫХ ВОДАХ

Гунич С.В. Янчуковская Е.В. Исследовано формирование ионного состава водной фазы в системах «твердое — жидкое» применительно к технологическим суспензиям (пульпам) флотации, а также к природным водам (поверхностным водным объектам) при взаимодействии с силикатными Fe-содержащими минералами. Выявлены прострaнcтвенно-временные зависимости содержания распространенных ионов щелочных (Na+, K+) щелочно-земельных (Ca2+, Mg2+) и тяжелых (Feобщ, Сu2+) металлов, которые представляют ценность в моделировании и прогнозировании процессов миграции, химических превращений загрязнителей водных объектов. Статья в формате PDF 192 KB количественный анализтяжелые металлысиликатные минералыquantify ***isysheavy metalssilicate minerals Цель исследований. Изучение содержания, процессов миграции и трaнcформации химических соединений в водных геосистемах является актуальной проблемой взаимодействия в системе «человек прострaнcтво окружающая среда», которые в последнее время становятся предметом исследований в различных разделах экологии и естествознания. Многочисленными исследованиями было показано, что загрязняющие вещества (ЗВ), в особенности металлы и органические вещества, при попадании в окружающую среду превращаются в более токсичные формы по сравнению с исходными [1]. В связи с этим представляет интерес анализ формирования ионного состава водной среды как в технологических процессах, так и в условиях природного гидрогеохимического режима.

Объектами исследований являются водные суспензии кварца и амфибола (паргасита), относящихся к классу широко распространенных в земной коре силикатных минералов. Первым этапом исследований, представленных в данной статье, является извлечение катионов с поверхности минерала в водную фазу, называемое выщелачиванием. Выщелачивание катионов связано непосредственно с растворимостью минералов, поэтому для исследований был взят паргасит, который более растворим в воде, чем кварц. На втором этапе анализа проводилась статистическая обработка многолетних данных и собственные определения по содержанию тяжелых металлов в поверхностном водном объекте - реке Ия (Иркутская область).

Методология исследований. Было изучено выщелачивание катионов калия, кальция, магния, железа, алюминия, кремния, являющихся основными составными  компонентами минерала, в зависимости от времени при рН = 6, 8, 10. Для этого 5 г паргасита растворяли в 100 мл деминерализованной воды, для регулирования рН использован 0,5 М водный раствор NaOH. После 24 часов жидкая фаза была  отфильтрована и направлена на атомно-абсорбционный химический анализ. Оставшаяся твердая фаза после фильтрации была снова растворена в 100 мл деминерализованной воды при рН = 6, 8, 10. Через 15 суток и через 30 суток жидкая фаза была также отфильтрована и направлена на атомноабсорбционный анализ.

Рис. 1. Относительное выщелачивание катионов из 1 г минерала

Обсуждение результатов. Результаты определения концентраций катионного состава K+, Ca 2+, Mg 2+ , Fe, Al 3+ , Si 4+ представлены на рис. 1. Обнаружено, что извлечение катионов происходит разнообразно и связано с неоднородностью контакта межфазной поверхности. Главными катионами минерала, имеющими наибольшее воздействие на ионный состав водной фазы, являются калий, кальций и особенно в щелочных условиях кремний. Ионы алюминия выщелачивались относительно слабо. В условиях, близких к нейтральным, наблюдалось повышенное извлечение щелочно-земельных металлов и железа общего.

Нами также систематизированы и с помощью программного  обеспечения «Microsoft Excel 2003» статистически обработаны многолетние гидрохимические данные (2003 - 2008 годы) по ходу водоразборной сети реки Ия. Пробоотбор осуществлялся в 6 пунктах водозаборных сооружений. Определение суммарных содержаний Cu, Fеобщ проводились с помощью фотоколориметрического метода, значения рН определялись потенциометрическим методом [5].

Диаграмма (рис. 2) демонстрирует существенное понижение содержания общего железа в поверхностной воде после очистки на фильтрационной установке и в пункте «Резервуар подъема» с 0,27 до 0,05 мг/м3. Это позволяет сделать вывод о том, что железо в воде до этих пунктов находилось в виде нерастворимых осадков (FeO3) и затем было удалено в процессе фильтрации. Было выявлено, что в пунктах «Водозабор вокзала», «Башня»,

«Котельная» средние концентрации ионов Fe пропорциональны величине рН (рис. 3), за исключением водозаборных сооружений, в которых осуществляются процессы фильтрации, обезжелезивания и обеззараживания воды [5].

Рис. 2. Динамика распределения концентраций Fe (мг/дм3) по створам наблюдений р. Ия за 5-летний период

Рис. 3. Прострaнcтвенная динамика содержания ионов Fe и значений рН (2008 г.)

Рис. 4. Прострaнcтвенная динамика содержания ионов Cu и величины рН (2008 г.)

 

Выводы. В результате проведенного эксперимента по извлечению катионов с поверхности силикатных минералов и адсорбции додециламмония ацетата было определено:

  • главными катионами, способными к выщелачиванию с поверхности амфибола, являются щелочные, щелочно-земельные металлы и кремний;
  • при значениях рН, близких к нейтральным, увеличивается извлечение двухвалентных катионов кальция, магния и железа;
  • влияние рН на ионный состав природной воды хорошо согласуется с данными, полученными для технологических суспензий минералов;
  • на основе проведенных опытов возможно составление математической модели и определение корреляционных зависимостей ионного состава, при этом значимость модели состоит в прогнозировании процессов миграции и трaнcформации наиболее распространенных химических соединений в водной среде (в частности, ионов тяжелых металлов).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Гунич С.В. Извлечение катионов с поверхности силикатных минералов и адсорбция додециламмония ацетата. - Отчет о научно-исследовательской работе «Синергетические эффекты между гетерополярными и неионогенными адсорбентами на границе раздела «твердое - жидкое» применительно к флотации руд», ARCUS (Россия - Франция). www.arcus.msisa.ru.
  2. Кравец Е.А. Структурирование и обработка информации для целей комплексного анализа загрязнения окружающей среды // Геоинформатика, 2006. - № 2. - с. 23-28
  3. Королева Г.П. Геохимический мониторинг  загрязнения  металлами-экотоксикантами / Г.П. Королева // Инженерная экология, 2005. - № 3. - с. 22-36
  4. Молчанова Л.П. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. -М.: Форум, 2007. 190 с.
  5. Сарапулова Г.И. Изучение поведения загрязнителей на примере поверхностного водоема р. Ия / Г.И. Сарапулова, С.В. Гунич // Материалы докладов научно-пpaктической конференции «Перспективы развития технологии, экологии и автоматизации химических, пищевых и металлургических производств». - Иркутск: ИрГТУ. - с. 249 - 252.
  6. Demir C. Flotation separation of Nafeldspar from K-feldspar by monovalent salts. / C. Demir, A.A. Abramov, M. S. Celik // Minerals Engineering 14-I (2001), 733-740.
  7. Kongolo Mukendi. The comparison between amine thioacetate and amyl xanthate collector performances for pyrite flotation and its application to tailings desulphurization. / Kongolo Mukendi, Benzaazoua Mostafa, Donato Philippe, Drouet Benoit, Barr Odile // Minerals Engineering 17 (2004) 505 -515.
  8. Vidyadhar A. Mechanisms of amine-quartz interaction in the absence and presence of alcohols studied by spectroscopic methods / A. Vidyadhar, Rao K. Hanumantha, I. V. Chernyshova, Pradip, K. S. E. Forssberg // Journal of Colloid and Interface Science 256 (2002) 59-72.


КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ФУТБОЛИСТОВ

КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ФУТБОЛИСТОВ Статья в формате PDF 300 KB...

09 06 2026 8:50:49

ЗЫБАЛОВ ВЛАДИМИР СТЕПАНОВИЧ

ЗЫБАЛОВ ВЛАДИМИР СТЕПАНОВИЧ Статья в формате PDF 230 KB...

06 06 2026 4:52:50

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УНИВЕРСИТЕТСКИХ РЕЙТИНГОВ

СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УНИВЕРСИТЕТСКИХ РЕЙТИНГОВ Статья в формате PDF 282 KB...

31 05 2026 20:25:25

Феномен опасного знания

Феномен опасного знания Статья в формате PDF 255 KB...

30 05 2026 7:38:36

НЕЙРОИММУНОЭНДОКРИННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ: ГИПОТАЛАМУС-ГИПОФИЗ-КОРА НАДПОЧЕЧНИКОВ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ

НЕЙРОИММУНОЭНДОКРИННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СИСТЕМЕ: ГИПОТАЛАМУС-ГИПОФИЗ-КОРА НАДПОЧЕЧНИКОВ ПРИ ВОСПАЛЕНИИ Статья представляет собой краткий обзор, посвященный новой медико-биологический дисциплине – нейроиммуноэндокринологии. Взаимодействие нервной, эндокринной и иммунной систем рассматривается на примере гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАС) в условиях острого и длительного воспаления. Статья главным образом базируется на собственных данных авторов, обнаруживших гипперреактивность ГГАС на новый иммунный стимул в условиях хронически текущего воспаления – аутоиммунного заболевания (артрит). ...

27 05 2026 1:43:53

РАЗВИТИЕ СИСТЕМ И ЕГО КРИТЕРИИ

РАЗВИТИЕ СИСТЕМ И ЕГО КРИТЕРИИ Статья в формате PDF 114 KB...

26 05 2026 23:18:48

МАКРО-РЕЧЕВЫЕ АКТЫ КОРПОРАТИВНОГО ДИСКУРСА

МАКРО-РЕЧЕВЫЕ АКТЫ КОРПОРАТИВНОГО ДИСКУРСА Статья в формате PDF 224 KB...

21 05 2026 18:11:25

ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ СЕРДЦА У ДЕТЕЙ В ПЕРМСКОМ КРАЕ

ВРОЖДЕННЫЕ ПОРОКИ СЕРДЦА У ДЕТЕЙ В ПЕРМСКОМ КРАЕ Статья в формате PDF 93 KB...

20 05 2026 9:38:12

ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ ПЛИС ФИРМЫ XILINX

ОБЗОР ПРОГРАММНЫХ ПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ ПЛИС ФИРМЫ XILINX Статья в формате PDF 268 KB...

16 05 2026 3:12:51

ВИРТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

ВИРТУАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Статья в формате PDF 265 KB...

15 05 2026 8:54:12

ПРОБЛЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ Рассмотрены некоторые проблемы идентификации моделей распределения данных, при использовании современного математического аппарата для решения этой задачи. Показано, что использование методов нелинейной оптимизации для идентификации моделей приводит к улучшению результатов идентификации, но одновременно, изменяет формальную постановку задачи. Выделено три группы проблем, связанных с выбором критериев согласия, их критических значений и проверкой адекватности получаемых моделей. Проанализированы возможные подходы к решению этих проблем. ...

12 05 2026 10:27:22

Результаты обследования КД при заболеваниях глотки

Статья в формате PDF 122 KB...

09 05 2026 11:25:15

СИСТЕМНАЯ МЕДИЦИНА В САНАТОРНО-КУРОРТНОЙ ПРАКТИКЕ

СИСТЕМНАЯ МЕДИЦИНА В САНАТОРНО-КУРОРТНОЙ ПРАКТИКЕ Статья в формате PDF 144 KB...

04 05 2026 10:11:28

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::