Examples



mdbootstrap.com



 
Тезисы
апрель 2019

Флотоекстракційне видалення іонів нікелю і кобальту з водних розчинів


Казначеєв О. С. <img src=" width="22px">Казначеєв О. С.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

В наш час, з розвитком різноманітних галузей промисловості, виникає низка все нових і нових проблем, пов’язаних із забрудненням навколишнього середовища, зокрема води. З позицій концепції сталого розвитку, сучасний стан водойм є вкрай незадовільним і з часом дедалі погіршуватиметься.

Тому, застосування комплексу методів, спрямованих на якомога повну очистку стічних вод, є вкрай необхідною. Серед методів доочистки води після попередньої реагентної обробки варто закцентувати увагу на методі флотоекстракції – різновид іонної флотації [1]. Цей метод, заснований на комбінації методів флотації і екстракції, базується на пропусканні газових бульбашок крізь водну фазу і винесенні речовини забрудника (сублату) в органічну фазу. При цьому органічна фаза повинна бути легшою, ніж водна, і не розчинятися в ній. В процесі флотоекстракції застосовуються поверхнево-активні речовини, що відіграють роль збирачів, зв’язуючись з іонами важких металів у нерозчинні у воді гідрофобні сублати, які внаслідок своїх гідрофобних властивостей, силами адгезії зв’язуються з бульбашками і виносяться з водної фази в органічну. Оскільки процес флотоекстракції проводиться невеликий проміжок часу (15-20 хв.), органічна фаза, яка повинна незалежно від геометрії флотоекстракційної колонки мати товщину 7-10 мм, не встигає повністю вичерпати свою ємність як екстрагента. Тому, ефективність флотоекстракції не залежить від коефіцієнта розподілу. Останніми роками ведуться дослідження флотоекстракціїяк в Україні, так і за кордоном [2-3].

Метою даної роботи є дослідження закономірностей процесу флотоекстракції як методу очищення стічних вод від важких металів на прикладі йонів нікелю (ІІ) та кобальту (ІІ). Для цього необхідно експериментально дослідити характер впливу на ступінь вилучення таких параметрів, як природа екстрагенту та поверхнево-активної речовини (ПАР), рН середовища, тривалость процесу флотоекстракції, молярного співвідношення ПАР:Метал, витрата газу, температура.

Процес флотоекстракції проводився в скляній колонці, що має форму циліндра (об’єм 300 см3, dвн.= 34 мм, Н = 375 мм). В об’єм колонки подавалося, за допомогою компресора, повітря. Концентрація модельних робочих розчинів становила 10 мг/дм3. В якості ПАР використовували: стеарат натрію, лаурилсульфат натрію, сульфанол. За необхідності корегування рН розчинів перед внесенням ПАР додавався луг або кислота. Після цього досліджуваний модельний розчин переносили до флотоекстрак-ційної колонки і додавали 10 см3 органічної фази (ізоаміловий спирт). Вмикали подачу газу, яку контролювали витратоміром, і барботували газ через розчин протягом встановленого часу (20-30 хвилин). Для проведення аналізу залишкової концентрації металів за фотометричним методом [4] відбирали пробу розчину кожні 5 або 10 хв впродовж флотоекстракції.

Найвища ступінь видалення йонів нікелю для стеарату натрію склала 81% при співвідношенні нікель:ПАР = 1:2, для додецилсульфату натрію ступінь видалення склала 78,1% при такому ж молярному співвідношенні. Подальше зростання кількості ПАР в розчині (Ni2+: ПАР = 1:2,5 і т.д.) призводить до того, що у водній фазі з’являється надлишкова кількість аніонів ПАР. Це утруднює перехід йонів металів з водної фази в органічну. Найвища ступінь вилучення для стеарату натрію спостерігалась при рН 10 і склала 81%. Для додецилсульфату натрію максимальне вилучення йонів Ni2+ відбувалось також при рН 10 і становило 69,6%.

Найвища ступінь видалення йонів кобальту при використанні сульфанолу склала 79,73% при співвідношенні Со2+ : ПАР = 1:2. Подальше зростання кількості ПАР в розчині (Со2+ : ПАР = 1:2,5 і т.д.) зменшує видалення йонів металів. Загалом, найкраще вилучення кобальту (ІІ) проходить за рН 10 коли сублат кобальту знаходиться у вигляді нейтральної молекули гідроксиду. Оптимальна тривалість процесу склала 20 хвилин з 79,73% видаленням кобальту. При тривалості процесу довше 20 хвилин можемо спостерігати, що ступінь видалення майже незмінний, а якщо і збільшується, то на незначний відсоток. Проте в деяких випадках спостерігається незначне зменшення ступеня видалення, що можна пояснити частковим переходом сублату з органічної у водну фазу.

References
  1. Астрелін І. М., Обушенко Т. І., Толстопалова Н.М., Таргонська О. О. Теоретичні засади та практичне застосування флотоекстрации: огляд // Вода і водоочисні технології. Наукові вісті. – 2013. – №3. – С. 3-23.
  2. Обушенко Т. І., Толстопалова Н. М., Науменко А. С. Флотоекстракція іонів міді з водних розчинів// Міжнародний науковий журнал "Інтернаука". – 2018. – №8.– С. 147-149.
  3. Толстопалова Н.М., Обушенко Т.И., Болелый А.С. Флотоэкстракционное удаление ионов тяжелых металлов из сточных вод //Водные ресурсы и климат: материалы докладов V Международного Водного Форума: в 2 ч. – Минск : БГТУ, 2017. – Ч. 2. – С. 90-95.
  4. Набиванець Б. Й., Сухан В. В., Калабіна Л. В. Аналітична хімія природного середовища: Підручник. К.: Либідь, 1996. – 304 с.