ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ОТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Авторы
Файлы

Пимнева Л.А. Статья в формате PDF 342 KB

Промышленные сточные воды многих химических, текстильных, машиностроительных, электротехнических заводов, предприятий цветной металлургии и других отраслей промышленности в большей или меньшей степени загрязнены солями цветных и тяжелых металлов. Наиболее часто они загрязнены солями цинка, кадмия, меди, хрома, никеля, ртути, железа реже содержат кобальт, марганец. В сточных водах пpaктически никогда не содержится только один вид катионов, а содержится смесь нескольких солей минеральных кислот.

С каждым годом расширяется сфера использования редких металлов - это радиоэлектроника, металлургия, авиация, химическая промышленность. Высокая стоимость, сложность переработки редких металлов привели к необходимости получения тонких металлических пленок на поверхности деталей. Для этой цели в настоящее время в гальванической технике используются такие редкие металлы как индий, молибден, германий, галлий и таллий. Промывные воды, как правило, содержат достаточное количество этих элементов.

Истощение природных ресурсов и загрязнение окружающей природной среды заставляют искать способы получения сырья из производственных отходов. Одним из таких направлений является разработка новых эффективных методов переработки сточных вод гальванотехники. Сточные воды и природные воды с повышенным содержанием токсичных тяжелых металлов особо опасны. Существует необходимость решения ряда технических, экономических и экологических проблем.

Загрязнение водной среды ионами тяжелых металлов опасно для всей биосферы, а также свидетельствует о расточительном отношении к ресурсам. Со сточными водами гальванотехники теряется более 50 % металлов, предназначенных для декоративных, защитных и других покрытий. Кроме того, тяжелые металлы оказывают токсичное воздействие на живые и растительные организмы, имеют тенденцию к накапливанию в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека. Наиболее опасны ионные комплексные формы тяжелых металлов. Медь, марганец, кобальт, никель, цинк, кадмий, железо, хром относятся к группе токсичных тяжелых металлов. Это вызывает необходимость строгого контроля за их поступлением в окружающую среду, что требует на пpaктике использование сравнительно недорогих, доступных методов их улавливания.

Одним из таких методов является ионный обмен с применением комплексообразующих ионитов [1, 2]. Эффективность и экономичность извлечения ионов цветных, тяжелых и редких металлов из сточных вод методом ионного обмена зависит от их концентрации в воде, рН, общей минерализации воды.

Гальваническое производство относится к разряду весьма опасных источников загрязнения окружающей среды. Существует необходимость, рассматривать варианты бессточных систем водоиспользования с максимально возможным сокращением расхода свежей воды на промывку деталей.

Ионообменная очистка сточных вод от ионов металлов получает все большее распространение. С экономической точки зрения наиболее целесообразна ионообменная очистка не общего стока гальванического производства, а сточных вод, образующихся в отдельных технологических процессах и операциях и содержащих как можно меньше количества металлов и кислот.
В этом случае переработка и возврат в производство концентрированных растворов, образующихся при регенерации ионитов и содержащих различные химические продукты, вызывает наименьшие трудности.

Ионообменные методы регенерации позволяют не только полностью извлекать цветные, тяжелые и редкие металлы из отработанных растворов, но также получать продукты регенерации в виде чистых солей металлов, пригодных для повторного использования в производстве с целью приготовления заново и корректировки работающих электролитов. Кроме того, получаемая после ионообменной обработки очищенная вода в большинстве случаев без дополнительной обработки может быть использована в качестве оборотной.

Таким образом, использование ионообменных методов с целью регенерации металлов позволяет достичь пpaктически безотходной технологии в гальванических производствах.

Сточные воды при нанесении медно-цинкового покрытия содержат 20-25 мг/дм3 ионов меди и 40-45 мг/дм3 ионов цинка. Обменная емкость фосфорнокислого катионита КФП-12 по меди и цинку составляют 9,2 и 13,4 мг/г соответственно. Таким образом, происходит концентрирование ионов меди и цинка из раствора. Разделить данные ионы возможно на стадии десорбции.

Вымывание ионов будет определяться рН среды и образованием более устойчивого комплексного соединения при взаимодействии катиона металла с реагентом десорбирующего раствора, чем полимерный комплекс. Медь и цинк по разному ведут себя в растворах по отношению к серной кислоте. Медь образует более устойчивые сульфатные комплексы, по сравнению с цинком, поэтому серная кислота является более эффективным десорбентом для ионов меди. На основании этого было проведено разделение ионов меди и цинка на стадии десорбции 0,2 моль/дм3 раствором серной кислоты. При пропускании 0,2 моль/дм3 серной кислоты через колонку с ионитом сначала десорбируются ионы меди, а затем ионы цинка.

Количественное разделение осуществляется при промывании насыщенного катионита ионами металлов растворами, компоненты которых образуют с ионами металлов малодиссоциирующие растворимые комплексные ионы или соединения. Процесс десорбции ионов переходных металлов на фосфорнокислом катионите можно выразить реакцией:

константа равновесия, которой будет

Перестройка комплексов будет проходить при , то есть если константы устойчивости растворимых комплексов будут больше соответствующих констант полимерного комплекса.

Таким образом, установлены условия разделения и концентрирования ионов цинка и меди из отходов процесса рафинирования цинка.

Список литературы

Копылова В.Д. Комплексообразование в фазе ионитов. Свойства и применение ионитных комплексов // Теория и пpaктика сорбционных процессов. - Воронеж, 1999. - Вып. 25. - С. 146-158.
Копылова В.Д., Меквабишвили Т.В., Гефтер Е.Л. Фосфорсодержащие иониты. - Воронеж, 1992. - 192 с.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ВЕЛИЧИН НАГРЕВА ВОЗДУХА В ДВУХРОТОРНОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ

Статья в формате PDF 118 KB...

09 07 2025 3:54:43

СВОЙСТВА КРУГА БРЕССЕ

Статья в формате PDF 655 KB...

08 07 2025 22:33:16

ГРАНИЦЫ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОСТРАНСТВА

В представленной статье дается попытка разграничения понятия «образовательное прострaнcтво» на основе анализа имеющихся дефиниций и примере формирования целостного образовательного прострaнcтва в профессиональном образовательном учреждении, интегрирующем его начальный, средний и высший уровни. ...

07 07 2025 5:49:34

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ АЛЛЕРГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ У ДЕТЕЙ В РЕСПУБЛИКЕ САХА (ЯКУТИЯ)

Статья в формате PDF 136 KB...

06 07 2025 19:44:15

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ ПУТЕМ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА РАБОЧИЕ ПОВЕРХНОСТИ

Статья в формате PDF 120 KB...

05 07 2025 4:31:17

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Статья в формате PDF 91 KB...

04 07 2025 8:40:18

ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕЛЕКЦИОНИРОВАННОГО ШТАММА МОЛОЧНОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ LACTOBACILLUS DELBRUECKII ВКПМ В-8744

Статья в формате PDF 205 KB...

03 07 2025 5:27:40

Исследование возможности применения нефтяных шламов в производстве рельсовой смазки

Статья в формате PDF 306 KB...

02 07 2025 2:38:52

ЗАДАЧА О ПОИСКЕ СТРУКТУР ПЛОСКИХ КУЛАЧКОВЫХ МЕХАНИЗМОВ С ЧИСЛОМ ВЫСШИХ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАР БОЛЕЕ ОДНОЙ

Статья в формате PDF 426 KB...

01 07 2025 8:37:36

ОЦЕНКА ТОКСИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ ПЕСТИЦИДОВ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 269 KB...

30 06 2025 16:32:39

ВОДА И ФЭН-ШУЙ

Статья в формате PDF 323 KB...

29 06 2025 18:42:57

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОРМАТИВНО–ПРАВОВЫХ ДОКУМЕНТОВ В СИСТЕМЕ ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статья в формате PDF 102 KB...

28 06 2025 19:55:24

АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ СПОСОБНОСТЕЙ БУДУЩИХ МЕНЕДЖЕРОВ

Статья в формате PDF 123 KB...

27 06 2025 3:14:38

ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК В ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИИ УЧЕБНЫМ ПРОЦЕССОМ

Статья в формате PDF 109 KB...

26 06 2025 1:13:40

ТЕНЗОРНЫЙ АНАЛИЗ РИСКОВ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ

Статья в формате PDF 111 KB...

25 06 2025 6:24:46

ПОДДЕРЖКА ИЗДАТЕЛЬСКИХ научных ПРОЕКТОВ ПО БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ НАУКЕ РОССИЙСКИМ ФОНДОМ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (2002–2011 гг.)

Статья в формате PDF 305 KB...

24 06 2025 4:52:10

ИССЛЕДОВАНИЕ УСЛОВИЙ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ ГЛЮКОАМИЛАЗЫ ИЗ SACCHAROMYCES CEREVISIAE ЛВ-7

Разработана методика выделения и очистки глюкоамилазы, включающая стадии ультрафильтрации на мембране УФМ-50, осаждения изопропиловым спиртом и гель-хроматографии на сефадексах G-25 и G-150, которая позволила получить гомогенный препарат глюкоамилазы из Saccharomyces cerevisiae ЛВ-7 с 70-кратной степенью чистоты; кажущаяся молекулярная масса фермента 99,8 кДа. ...

23 06 2025 2:49:32

ПОДХОДЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ СОТРУДНИКОВ ОТДЕЛА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ

Статья в формате PDF 456 KB...

22 06 2025 14:14:27

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КРОВОСНАБЖЕНИЯ ОКОЛОЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 100 KB...

21 06 2025 2:43:17

АНАЛИЗ ЧИСЛЕННОСТИ ПОГОЛОВЬЯ СКОТА В ХОЗЯЙСТВАХ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ И ПРОИЗВОДСТВО ОСНОВНЫХ ПРОДУКТОВ ЖИВОТНОВОДСТВА

Статья в формате PDF 392 KB...

20 06 2025 12:30:50

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИМФОИДНЫХ ОРГАНОВ И ЭПИТЕЛИОАССОЦИИРОВАННОЙ ЛИМФОИДНОЙ ТКАНИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБАХ ВВЕДЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ВАКЦИНЫ ВП-4

Статья в формате PDF 121 KB...

19 06 2025 9:19:12

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ (учебник для вузов)

Статья в формате PDF 135 KB...

18 06 2025 18:46:57

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ ВЕТРОВЫМИ ПОТОКАМИ ТЕХНОГЕННЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ

Статья в формате PDF 224 KB...

17 06 2025 9:28:28

ФАКТОРЫ РАЗЖИЖЕНИЯ КОАГУЛИРОВАВШЕГО ЭЯКУЛЯТА ЧЕЛОВЕКА

Из аспирата семенных пузырьков человека сочетанием катионообменной хроматографии на S-сефарозе и диск-электрофореза выделен белок. Молекулярная масса полученного белка, по данным SDS-PAGE, составила 53,5 kDa. Исходя из электрофоретической подвижности, мы предположили, что полученный белок –семеногелин-I (SPMIP/Sg-I). После обработки полученного препарата очищенным простатоспецифическим антигеном (человеческий калликреин-3 (hK3)), электрофоретически были выявлены многочисленные полипептиды с молекулярной массой от 5 до 24 kDa. Проверка биологической активности на образцах нативной cпepмы подтвердила наличие у полипептидных фрагментов способности ингибировать двигательную активность cпepматозоидов и они были отнесены к SPMI. Электрофоретическая подвижность фpaкции SPMI с молекулярной массой 18-20 kDa, которую мы назвали «тяжелой» (SPMI-h), соответствовала электрофоретической подвижности фpaкции нативной cпepмы человека, проявляющей ингибиторную активность. Изучение в казиинолитическом тесте (с химотрипсином и папаином в качестве ферментов) возможной ингибиторной активности SPMI-h, показало наличие подобной активности в отношении папаина, влияние на ферментативную активность химотрипсина выявлено не было. ...

16 06 2025 21:34:41

ОТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОПЫТА К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ В НЕФТЕГАЗОВОМ ВУЗЕ

Статья в формате PDF 119 KB...

15 06 2025 23:55:33

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРУДА ЗАКЛЮЧЕННЫХ ФИЛИАЛОВ ГУЛАГа ДЛЯ РАЗВИТИЯ НАРОДНОГО ХОЗЯЙСТВА ЦЕНТРАЛЬНОГО КАЗАХСТАНА В 30-40-е ГОДЫ ХХ ВЕКА

Проведен анализ результатов научных исследований об использований труда заключенных филиалов ГУЛАГа в Казахстане для развития народного хозяйства Центрального Казахстана в 30–40-е годы ХХ века. На основе архивных данных были сделаны выводы о том, что заключенные филиалов ГУЛАГа, несмотря на тяжелое социально-экономическое, политически бесправное положение, испытывая все невзгоды, работали на промышленных предприятиях, сельском хозяйстве, на строительстве железных дорог, в голод и холод создавали экономическую базу для укрепления социалистического строя. Из основной категории заключенных выделялись женщины – жены так называемых «изменников Родины». Условия труда и содержание их в лагерях было намного тяжелее, чем у мужчин. Несмотря на это они занимались физическим трудом наравне со всеми заключенными, выполняли норму выработки, повышали производительность труда, не получая за это никаких ослаблении в труде. ...