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.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЦИФРОВЫХ МАММОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ СКАНИРУЮЩЕГО ТИПА

Статья в формате PDF 115 KB...

24 04 2024 13:30:14

ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ЗА ТЕРРОРИЗМ: ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ

Статья в формате PDF 251 KB...

23 04 2024 10:49:14

ПЕРЕСТРОЙКА МИКРОСТРУКТУРЫ ПЕЧЕНОЧНЫХ ЛИМФАТИЧЕСКИХ УЗЛОВ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ХРОНИЧЕСКОГО ГЕПАТИТА

Статья в формате PDF 124 KB...

22 04 2024 10:39:12

Показатели вестибулярной устойчивости у спортсменов различных специализаций

Статья в формате PDF 314 KB...

21 04 2024 7:13:18

АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ ВОСПРОИЗВОДСТВА ЦЕННЫХ ПОРОД ОСЕТРОВЫХ РЫБ

Статья в формате PDF 274 KB...

20 04 2024 22:27:43

НИТЕВИДНЫЕ КРИСТАЛЛЫ

Статья в формате PDF 157 KB...

19 04 2024 21:32:32

ВНЕДРЕНИЕ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА В СООТВЕТСТВИИ С ТРЕБОВАНИЯМИ МЕЖДУНАРОДНОГО СТАНДАРТА ИСО 9001:2000 В ВОЛГОГРАДСКОМ КОЛЛЕДЖЕ ГАЗА И НЕФТИ ОАО «ГАЗПРОМ»

Статья в формате PDF 204 KB...

18 04 2024 10:22:19

ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ КРУПНЫХ РЕК

Приведены методы ранжирования и рангового моделирования гидрологических параметров у множества крупных рек Земли по примеру статистических данных из учебника. ...

17 04 2024 22:13:48

ВСЕРОССИЙСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «ПРОБЛЕМЫ МОРФОРОЛИИ»

Статья в формате PDF 86 KB...

16 04 2024 4:53:54

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 106 KB...

15 04 2024 1:24:31

ПРОБЛЕМЫ РЕЛАКСАЦИИ И ДВИГАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА У СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕДИЦИНСКИХ ГРУПП

Статья в формате PDF 139 KB...

14 04 2024 15:42:51

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АРОМАТИЧЕСКИХ ПОЛИЭФИРИМИДОВ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ХЛОРАЛЯ И ДДТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОЦЕССОВ ПОЛИНИТРОЗАМЕЩЕНИЯ

Статья в формате PDF 122 KB...

13 04 2024 10:35:42

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ С ЦЕЛЬЮ ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Статья в формате PDF 97 KB...

12 04 2024 19:55:44

ДИЕТИЧЕСКИЙ ХЛЕБ С ЦИКОРИЕМ

Статья в формате PDF 254 KB...

11 04 2024 3:29:16

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМАТИКИ МЕТОДОВ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Статья в формате PDF 207 KB...

10 04 2024 6:23:55

ПСИХОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ СТУДЕНТОВ КАК МЕХАНИЗМ ЛИЧНОСТНО-ДЕЯТЕЛЬНОГО ПОДХОДА В ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В УЧРЕЖДЕНИЯХ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 216 KB...

09 04 2024 1:54:27

СИСТЕМНАЯ ЭНЗИМОТЕРАПИЯ В ПРОФИЛАКТИКЕ ПОРАЖЕНИЯ ПЛАЦЕНТЫ ИММУННЫМИ КОМПЛЕКСАМИ ПРИ БЕРЕМЕННОСТИ НА ФОНЕ ТУБЕРКУЛЕЗА ЛЕГКИХ

Статья в формате PDF 276 KB...

08 04 2024 5:25:51

ЛЕКСИКА. СБОРНИК ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ УПРАЖНЕНИЙ К УЧЕБНИКУ «NEW OPPORTUNITIES RUSSIAN EDITION» (В 3-Х ЧАСТЯХ)

Статья в формате PDF 108 KB...

07 04 2024 13:42:48

СИСТЕМА ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ В ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОМ ЛИЦЕЕ

Физико-технический лицей № 1 целенаправленно решает задачу выявления интеллектуально одаренных школьников и развития их способностей. Содержание, формы и методы обучения в лицее базируются на принципах профилизации, вариативности, фундаментализации, интегративности, гуманизации, иформатизации. Профильные предметы - математика, физика и информатика. Их изучение занимает 54 % учебного времени, а изучение биологии и химии - всего 10 %. Для учащихся, проявляющих интерес и способности к изучению естественнонаучных предметов проводятся занятия в спецкурсах и кружках, индивидуальные консультации, реализуются учебно-исследовательские проекты. За счет выбора индивидуальной образовательной траектории эти учащиеся имеют возможность достичь высоких результатов в изучении биологии и химии, вплоть до побед на международных олимпиадах. ...

06 04 2024 18:22:44

АНАЛИЗ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ БЕЛКОВ СЕМЕЙСТВА АЛЬБУМИНОИДНЫХ ГЕНОВ

Статья в формате PDF 132 KB...

05 04 2024 21:13:54

КЛИНИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ ДИАГНОСТИКИ СИНДРОМА ДЕФИЦИТА ВНИМАНИЯ И ГИПЕРАКТИВНОСТИ У ДЕТЕЙ

Статья в формате PDF 105 KB...

04 04 2024 0:48:48

ПРОГНОСТИЧЕСКАЯ РОЛЬ ОЦЕНКИ КИСЛОРОДОЗАВИСИМЫХ МЕХАНИЗМОВ БАКТЕРИЦИДНОСТИ НЕЙТРОФИЛОВ И МОНОЦИТОВ В НСТ –ТЕСТЕ У БОЛЬНЫХ ДДЗ ПОСЛЕ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЯ ТАЗОБЕДРЕННЫХ СУСТАВОВ

Статья в формате PDF 122 KB...

03 04 2024 18:10:50

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ ГИНЕКОЛОГИЧЕСКИХ БОЛЬНЫХ

Статья в формате PDF 218 KB...

02 04 2024 6:12:23

ЯВЛЕНИЕ КРИОБИОГЕНЕЗА И САМООРГАНИЗАЦИЯ МЕРЗЛОТНЫХ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ЛАНДШАФТОВ

Самоорганизация мерзлотных геохимических ландшафтов определяется явлением криобиогенеза и эффектами, которые он вызывает. Криобиогенез - это единство и взаимосвязь биогенных и криогенных процессов, формирующих мерзлотную экосистему, в которой геохимические процессы и миграция химических процессов тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены энергией, веществом и информацией живого вещества и криогенеза. Главным условием возникновения и развития мерзлотных ландшафтов является непрерывный периодический (зима-лето) круговорот вещества во времени - криогенный и биогенный, проявляющийся в единстве, взаимодействии и соответствии друг с другом. Периодичность и взаимодействие этих главных противоположных процессов обеспечивают целостность и устойчивость системы. Периодичность явлений (зима-лето, оледенение - межледниковье) - важный признак мерзлотных ландшафтов. Этот признак обобщающий критерий и мера самоорганизации системы. В мерзлотном ландшафте биологический круговорот выполняет основную организующую роль. Он связывает воедино биогенный и криогенный циклы миграции - потоки вещества и энергии биогенеза и криогенеза, создают новую информационную систему, отличную от исходных составляющих. Криогенез и самоорганизация наиболее ярко проявляются в экосистемах на рудных провинциях, геохимически специализированных породах, нефтегазоносных и угленосных породах. Высокая самоорганизация мерзлотных ландшафтов (экосистем) Северной Азии с высокой биопродуктивностью и биоразнообразием с обилием животных (звери и рыбы) были главным фактором этногенеза. ...