Тезисы
апрель 2017

Дослідження процесу утилізації стічних вод з одержанням антикорозійних пігментів


Шпатакова Р. В. , Фролова Л. А. , Півоваров О. А.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

З кожним роком зростає техногенне навантаження на навколишнє середовище [1]. Одним із факторів такого впливу є збільшення кількості стічних вод, у зв’язку з чим на перший план виходять проблеми розробки і впровадження маловідходних технологій.

На сьогоднішній день найбільшу небезпеку представляють травильні і гальванічні розчини, які містять важки метали (Zn, Ni, Cо, Cr, Mn, Cd, Pb) у вигляді іонів або складних неорганічних та органічних сполук, що ускладнює процес їх кількісного визначення у стічних водах, а також видалення в процесі очищення [2]. Ефективність видалення металів на очисних спорудах в середньому становить 75-85% [3]. Крім того, накопичується велика кількість шламів непридатних до використання.

Проблема очищення стічних вод та ефективна утилізація важких металів є однією з найважливіших проблем промислової екології [4].

В даній роботі розглянуто процес очищення стічних вод з подальшим одержанням пігментів на основі кобальту та цинку, що дозволяє не лише знизити антропогенне навантаження на довкілля, але й отримати продукт, здатний замінити серійні токсичні кольорові пігменти, які широко використовуються в промисловості.

Технологія утилізації металовміщуючих стічних вод з подальшим одержанням пігментів включає додавання осаджуючого агенту (фосфат натрію, їдкий натр, вапно) з наступним корегуванням рН суміші, фільтруванням отриманого осаду, промиванням, сушінням та прожарю-ванням.

На першому етапі експерименту досліджено системи ZnSO4-NaOH та ZnSO4-Na3PO4, а саме протікання гідролізу солі цинку та вибір оптимального осаджувача. З’ясовано, що для осадження розчину сульфату цинку більш доцільно використовувати фосфат натрію. Далі був виконаний аналіз умов протікання процесу осадження подвійного ортофосфату кобальту і цинку із модельних розчинів солей сульфату кобальту (ІІ) та цинку (ІІ). Співвідношення солей варіювали з метою вивчення впливу концентрації іона-хромофора на технічні характеристики пігменту. Дослідження властивостей одержаного пігменту проводили спектрофотометричним, рентгенофазовим, дериватографічним та мікро-скопічним аналізами [5].

Проведені дослідження отриманих порошків дозволили визначити їх оптичні характеристики, зробити порівняльний аналіз кольору порошків до та після прожарювання. Основними факторами, які впливають на колір порошків є концентрації відповідних солей, співвідношення компонентів та температура прожарювання.

На основі проведених експериментів отримали відповідні пігменти рожевого, бузкового та фіолетового кольору. Рентгенофазовий аналіз одержаних сполук показав, що склад визначається, перш за все, вмістом кобальту. Обрано умови розширення області одержання однофазного порошку. Дослідження показали, що одержані зразки володіють антикорозійними властивостями, мають насичений колір.

Отримані експериментальні дані складають важливу частину в технологічній розробці та удосконаленні процесу утилізації метало-вміщуючих стічних вод з подальшим отриманням пігментів. Розроблена принципова технологічна схема процесу. Обрані оптимальні умови проведення процесу осадження.

References
  1. Міністерство охорони навколишнього природного середовища України. Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Україні у 2012 році / Міністерство охорони навколишнього природного середовища України. Київ: ТОВ «Центр», 2013. − 415 с.
  2. Білявський Т.О., Фурдуй Р.С. Основи екологічних знань. – К.: Либідь, 1995. – 286 с.
  3. Волошин М.Д., Полянчиков О.І., Плахотнік О.М. Оцінка впливу міських очисних споруд на довкілля // Вісник харківського інституту соціального прогресу. Матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції «Екологічна і техногенна безпека». Вип.1 (6) – 2004. – с. 11– 16.
  4. Залізооксидні пігменти. Синтез, модифікування, використання у різних галузях науки і техніки: Монографія / Василенко І.А., Півоваров О.А. – Дніпропетровськ: Акцент ПП, 2016. – с. 217
  5. Николадзе Г. И. Техногогия очистки природных вод. – М.: «Высшая школа», 1987. – 480 с.