Досліджено адсорбція аніонів миш'яку (III) і хрому (VI) сорбентами на основі оксігідроксіда заліза (III), отриманих з реагентів, відпрацьованих травильних розчинів, і шламів, що утворюються в процесі очищення гальваностоков. Визначено обмінна ємність в статичних і динамічних умовах, проведена очистка реальних стічних вод в пілотній установці з висотою шару сорбенту 2 м і швидкістю подачі розчину 200 л / год. Запропоновано безвідходна технологія регенерації відпрацьованого сорбенту шляхом розчинення його в кислоті, осадження гідроксидів металів і сушки.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Никифоров Ігор Олександрович


Adsorption of Anions Chromium (VI) and Arsenic (III) by Sorbents on the Basis of Iron (III) Oxyhydroxide

Adsorption of arsenic (III) and chromium (VI) anions by sorbents on the basis of iron (III) oxyhydroxide, derived from the reagents, used etching solutions and sludges generated during galvanic treatment is investigated. Exchange capacity under static and dynamic conditions is defined, the actual cleaning of sewage in a pilot plant with sorbent layer height 2 m and solution feed rate of 200 l / h is carried out. Waste technology regeneration of spent sorbent by dissolving it in acid, precipitation of metal hydroxides and drying is proposed.


Область наук:
  • хімічні технології
  • Рік видавництва: 2012
    Журнал: Известия Саратовського університету. Нова серія. Серія Хімія. Біологія. Екологія
    Наукова стаття на тему 'Адсорбція аніонів хрому (VI) і миш'яку (III) сорбентами на основі гідроксиду заліза (III)'

    Текст наукової роботи на тему «Адсорбція аніонів хрому (VI) і миш'яку (III) сорбентами на основі гідроксиду заліза (III)»

    ?Известия Саратовського університету. 2012. Т. 12. Сер. Хімія. Біологія. Екологія, вип. 2

    2. Кондрашова А. В., Кузьміна Р. І. Очищення стічних вод від іонів амонію // Екологія і життя / під ред. В. В. Арбузова. Пенза, 2008. С. 133-134.

    3. Кузьміна Р. І., Паніна Т. Г., Холкіна Т. В. Адсорбційні та каталітичні властивості дисперсних кремнезему // Изв. вузів. Хімія і хімічна технологія. 2000. Т. 43, вип. 2. С. 51-53.

    4. Казанцева Н. М., Кондрашова А. В., Кузьміна Р. І. Очищення стічних промислових вод від іонів ам-

    монія // Електронна промисловість. 2000. № 2. С. 200-203.

    5. Тарасевич Ю. І. Природні сорбенти в процесах очищення стічних вод. Київ, 1981. 208 с.

    6. Тимофєєв Д. П. Кінетика адсорбції. М., 1962. 252 с.

    7. Серпіонова Е. Н. Промислова адсорбція газів і парів. М., 1969. 413 с.

    УДК 541.183.2

    АДСОРБЦІЯ аніонів хрому (VI) І АРСЕНУ (III) сорбентів НА ОСНОВІ ГІДРОКСИДУ ЖЕЛЕЗА (III)

    І. А. Никифоров

    Саратовський державний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    Досліджено адсорбція аніонів миш'яку (III) і хрому (VI) сорбентами на основі оксігідроксіда заліза (III), отриманих з реагентів, відпрацьованих травильних розчинів, і шламів, що утворюються в процесі очищення гальваностоков. Визначено обмінна ємність в статичних і динамічних умовах, проведена очистка реальних стічних вод в пілотній установці з висотою шару сорбенту 2 м і швидкістю подачі розчину 200 л / год. Запропоновано безвідходна технологія регенерації відпрацьованого сорбенту шляхом розчинення його в кислоті, осадження гідрокси-дів металів і сушки.

    Ключові слова: адсорбція, миш'як (III), хром (VI), Оксиген-дроксід заліза (III), очищення стічних вод, регенерація сорбентів.

    Adsorption of Anions Chromium (VI) and Arsenic (III) by Sorbents on the Basis of Iron (III) Oxyhydroxide

    I. A. Nikiforov

    Adsorption of arsenic (III) and chromium (VI) anions by sorbents on the basis of iron (III) oxyhydroxide, derived from the reagents, used etching solutions and sludges generated during galvanic treatment is investigated. Exchange capacity under static and dynamic conditions is defined, the actual cleaning of sewage in a pilot plant with sorbent layer height 2 m and solution feed rate of 200 l / h is carried out. Waste technology regeneration of spent sorbent by dissolving it in acid, precipitation of metal hydroxides and drying is proposed. Key words: adsorption, arsenic (III), chrome (VI), iron (III) oxyhydroxide, sewage treatment, regeneration of sorbents.

    Адсорбційні методи вилучення аніонів металів з стічних вод сорбентами на основі гідроксидів заліза тестуються в процесах очищення стічних вод гальванічних виробництв, підприємств металургії [1]. Крім того, в процесі знищення хімічної зброї (люїзиту) утворюються розчини хлориду натрію, з-

    тримають арсеніт натрію, видалення якого до концентрації нижче ГДК (<0,05 мг / л) можливо на подібному сорбенте [2]. Проблеми застосування сорбентів на основі гідроксиду заліза (III), по-перше, в низькій механічної міцності, тому їх або додають в очищається розчин у вигляді порошку [3] з подальшим відстоюванням і фільтрацією, що низькотехнологічних, або гранулюють зі сполучною, що значно знижує активність одержуваних матеріалів. Інша проблема застосування сорбентів пов'язана з методикою регенерації - зазвичай це обробка розчинами лугів з подальшою відмиванням до нейтральних значень рН, при цьому знижується обмінна ємність і утворюється значна кількість токсичних елюатів, що вимагають додаткових методів знешкодження [4].

    Нам вдалося отримати сорбенти з механічною міцністю, достатньою для роботи в дослідно-промислових адсорберах з висотою шару сорбенту 2 м.

    Сорбенти отримували із суміші хлориду і сульфату заліза (III) з додаванням модифікуючих іонів відпрацьованого розчину травлення міді шляхом осадження 8н розчином гідроксиду натрію. Осад витримувався в матковій розчині 30 хв, потім відмивали дистильованою водою до нейтральної реакції промивних вод (за фенолфталеїном) і висушується при температурі 100 ° С протягом 3 год.

    Крім того, в якості сорбенту застосовувався гальваношлам, отриманий в ході очищення промивних вод гальванічного ділянки підприємства

    © Никифоров І. А., 2012

    І. А. Никифоров. Адсорбція аніонів хрому і миш'яку сорбентами на основі гідроксиду заліза

    методом феррітізаціі розчину, (підприємство ФГУП «Алмаз», м Саратов). Процес феррітізаціі полягає в освіті феритів змінного складу при дії на іони важких металів сульфату заліза (II) [5]. Феррітізація гальванічних шламів протікає в лужному середовищі при обробці суспензії гальваношламов сірчано-кислим залізом і подальшому окисленні реакційної суміші киснем повітря. Сумарний процес можна описати наступною схемою:

    (3-п) ре2 + + пМе2 + + 1/2 ° 2 + 60Н- ^

    ^ МЕпр (3-п) ° 4 + 3Н2 °.

    Феррітізірованние гальваношлами практично нерозчинні в нейтральній і слабокислой середовищах.

    Структуру синтезованих зразків досліджували методами рентгенофазового аналізу (дефрактометр ДРОН-2 з використанням

    (Сі-Ка-випромінювання), питома поверхня визначалася за стандартною методикою за методом БЕТ. Концентрація іонів Сг (VI) і Аб (III) визначалася фотокалоріметріческі і за допомогою рентгенофлюоресцентного аналізу (спектрометр - Спектроскан МАКС ^).

    У зразках, отриманих осадженням з реагентів в якості основної фази, переважають аморфні НЕ закристалізуватися продукти. У вигляді кристалічної фази ідентифікується а-модифікація оксігідроксіда заліза (Ш). Зразки, отримані з травильного розчину, рентгеноаморфни з ознаками формування кристалічної решітки всіх чотирьох модифікацій оксігідроксіда заліза (Ш).

    Як видно з таблиці, присутність у вихідному розчині катіонів міді і нікелю значно збільшує механічну міцність і одночасно питому поверхню одержуваних зразків.

    Фізико-хімічні характеристики зразків на основі гідроксиду заліза (Ш)

    № зразка Сіль заліза (III) Модифікуючі добавки, мас. % Питома поверхня, м2 / г Механічна міцність на роздавлювання, кг / см2 Повна обмінна ємність, мг / г

    №2 + Си2 + Сг (VI) АБ (III)

    1 Хлорид - - 86 2.05 20 80

    2 Сульфат - - 125 10.04 50 90

    3 Сульфат 10 20 165 9.17 60 105

    4 Відпрацьований травильний розчин 10 20 152 10.23 55 110

    5 Гальваношлам - - 110 8.12 30 50

    За результатами адсорбції Сг ^^ і Аб (III) з слабокислих розчинів в статичних умовах побудовані кінетичні криві і ізотерми сорбції. Встановлено, що адсорбційна рівновага досягається через 60 хв контакту розчину з адсорбентом. Ізотерми сорбції відносяться до типу ізотерм Ленгмюра, лінеаризація яких в координатах 1 / С - 1 / А дозволила визначити величини повної обмінної ємності (див. Таблицю).

    Сорбент, що відповідає за складом зразком № 3, випробовувався в лабораторних і дослідно-промислових умовах для вилучення хрому (VI) з промивних вод гальванічного виробництва і Аб ^ П) з розчину, що утворюється в технології знищення люїзиту. Вихідні криві сорбції наведені на малюнку.

    У дослідно-промислових умовах сорбент зернового 5-10 мм завантажувався в секцію з 4 скляних адсорберов діаметром 170мм, висотою 2000мм. За час випробувань - прокачування насо-

    Вихідні криві сорбції аніонів: 1 - біхромат, 2 - арсенат. Навішування сорбенту - 200 г

    сом очищаемого розчину з об'ємною швидкістю 200 л / год - сорбент не зазнав помітного механічного руйнування.

    хімія

    41

    Известия Саратовського університету. 2012. Т. 12. Сер. Хімія. Біологія. Екологія, вип. 2

    Як спосіб регенерації нами випробувана технологія переосажденіем насиченого сорбенту, яка полягає в наступному: сорбент, насичений шестивалентного хромом, розчиняється в розбавленому розчині сірчаної кислоти, потім додається розчин сульфату заліза (II) для відновлення хрому (VI) і утворився розчин використовують для отримання нового сорбенту шляхом осадження лугом з наступним сушінням. Матковий розчин, що залишився після осадження гідроксидів, відправляється на першу стадію очищення гальвано стоків. Таким чином, технологія використання і регенерації сорбентів стає безвідходної. Втрат обмінної ємності за рахунок збільшення в новому сорбенте сполук хрому (III) не спостерігалося (по крайней мере, при проведенні трьох циклів очищення - переосадження). На жаль, сорбент, отриманий з гальваношламов, не вдається розчинити в сірчаної кислоти протягом декількох діб, що пояснюється наявністю в його складі феритів металів, тому дана методика придатна тільки для роботи з синтезованими оксігідроксідамі заліза (III).

    Подяки

    Автор висловлює подяку співробітникам Державного науково-дослідного

    інституту промислової екології Нижнього Поволжя за допомогу в проведенні досліджень з сполуками миш'яку і співробітникам НПФ «Гальтек» за промислові випробування отриманих сорбентів.

    Список літератури

    1. Зеленін В. І., Сагалова М. С., Сухарєв С. Б., Денисова Е. І. До питання про хімізмі сорбційної взаємодії іонів з гідроксидами металів // Сорбційні та хроматографічні процеси. 2008. Т. 8, вип.1. С. 113-116.

    2. Toyohisa F., Gjergj D., Jun S., Atsushi S. Removal of Anionic Metal Ions from Wastewater by Hydroxide-type Adsorbents // The Chinese J. of Process Engineering. 2006. Vol. 6, № 3. June. P. 357-362.

    3. Єлісєєв Д. А. Фізико-хімічні основи процесу поділу «арсенита натрію гидролизного» на базові компоненти: автореф. дис. ... канд. хім. наук. Саратов, 2008. 21 с.

    4. Никифоров А. Ю., Кадникова Н. В., Ільїна Л. А. Никифоров І. А. Застосування гідроксиду заліза (III) в якості адсорбенту для вилучення хрому (VI) з виробничих стоків // Колоїдний журн. 2000. Т. 62, № 4. С. 511-514.

    5. Виноградов С. С. Екологічно безпечне гальванічне виробництво / за ред. проф. В. Н. Кудрявцева. 2-е изд., Перераб. і доп. М., 2002. С. 181- 185.

    УДК 539.193 / .194; 535 / 33.34

    МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРИ МОЛЕКУЛ І коливальних спектрах конформер І димерами ацетилсаліцилової кислоти

    М. Д. Елькін1, А. Н. Панкратов1, О. М. Аликова2

    Саратовський державний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. Астраханський державний університет E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    На підставі Квантовохімічні розрахунків геометричної і електронної структури молекул, коливальних спектрів конформеров і водородносвязанних циклічних димарів ацетилсаліцилової кислоти запропоновані структурно-динамічні моделі названих молекулярних систем. Ключові слова: ацетилсаліцилова кислота, коливальні спектри, адіабатичний потенціал, ангармонічного зміщення, воднева зв'язок.

    Molecular Structure and Vibrational Spectra Modeling for the Conformers and Dimers of Acetylsalicylic Acid

    M. D. Elkin, A. N. Pankratov, O. M. Alykova

    On the base of quantum chemical computations of the molecules spatial and electronic structure, as well as of vibrational spectra of the conformers and hydrogen-bonded cyclic dimers of acetyl-

    © Елькін М. Д., Панкратов А. Н., Аликова О. М, 2012


    Ключові слова: АДСОРБЦІЯ /Миш'як (III) /ХРОМ (VI) /ОКСІГІДРОКСІД ЖЕЛЕЗА (III) /ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД /РЕГЕНЕРАЦІЯ СОРБЕНТІВ /ARSENIC (III) /CHROME (VI) /IRON (III) OXYHYDROXIDE /ADSORPTION /SEWAGE TREATMENT /REGENERATION OF SORBENTS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити