окава сувларни тозалашнинг реагентли усули

ОКАВА СУВЛАРНИ ТОЗАЛАШНИНГ РЕАГЕНТЛИ УСУЛИ
Авалбоев Гаффар Абирович Мамадиярова Шахноза Норкулова Зохида Хидиров Хржиакбар [e-mail] Жиззах политехника институти
Аннотация: Электрокимё саноати атроф-мухитни энг куп ифлослантирувчи тармоклардан бири хисобланади. Уларни зарарсизлантиришнинг бир нечта усуллари булиб, бу ерда шу усуллардан бири булган реагентли усул баён этилган. Бу усулда окава сувларни огир металлардан тозалашнинг физик-кимёвий асослари келтириб утилган.
Калит сузлар: нейтраллаш, гальваника, флокулянт, ферритлаш, огир металл, комплекс бирикма, цианид.
REAGENT METHOD OF WASTEWATER TREATMENT
Avalboev G'affar Abirovich Mamadiyarova Shakhnoza Norqulova Zohida Xidirov Hojiakbar [e-mail] Jizzakh Polytechnic Institute
Annotation: The electrochemical industry is one of the most polluting industries. There are several methods of disinfection, one of which is the reagent method. This method describes the physicochemical basis of the treatment of wastewater from heavy metals.
Keywords: neutralization, galvanic, flocculant, ferrite, heavy metal, complex compound, cyanide.
Реагентли тозалаш усули таркибида кимёвий бирикмалар булган окава сувларга ишлов беришга асосланган. Бунинг натижасида эримайдиган, кам эрувчан ва кам диссоциаланувчан бирикмалар хосил булади. Реагентларни танлашда хосил булаётган бирикмаларнинг эувчанлигини эьтиборга олиш керак булади. Эрувчанлиги кам булган эритма хосил килувчи чуктирувчилардан фойдаланилганда сувнинг тозалик даражаси ортади.
Ортикча кислоталикни нейтраллашда окава сувнинг рН киймати ортади ва бу асосли тузлар ва металл гидроксидлрининг чуктирилишига сабаб булади. Гидроксидларнинг чукишига мос келувчи рН киймати металнинг табиати, унинг эритмадаги концентрацияси, температура ва аралашмалар микдорига боглик булади.
Оцава сувларни огир металл ионларидан реагентли тозалаш
Нейтраллаш жараёни водород ва гидроксид ионларининг сув молекуласига бирикиши натижасида окава сувнинг рН=7 га тенг кийматга эга булишига асосланган. Окава сувларни нейтраллашда уларнинг таркибидан эркин холдаги кислота, асос хамда огир металл ионларини кийин эрувчан бирикмалар-гидроксид, асосли карбонат, сулфидлар ва хк. ларга айлантириш билан йукотилади.
Амалиётда окава сувларни нейтраллашнинг куйидаги усулларидан фойдаланилади:
1. Филтрлаш - бу усулда окава сувлар донадор ёки кум катлами оркали утказилади;
2. Сув-реагентли усулда окава сувга реагент эритма ёки курук модда (охак, сода ёки шлак) куринишида кушилади. Ишкорли окава сув нейтралловчи эритма хам булиши мумкин.
3. Ярим цуруц усул - бу усулда юкори концентрацияли окава сувлар курук реагент билан аралаштирилиб, нейтрал хамирсимон масса хосил килинади. Окава сувларни огир металл ионларидан реагентли тозалаш уларни кийин эрувчан моддалар таркибига киритишга асосланган. Окава сувларни нейтраллаш учун купинча таркибида 67% фаол СаО ва МgO булган охак сутидан фойдаланилади. Ноорганик кислоталар иштирокидаги нейтралланиш реакцияларини куйидагича ёзиш мумкин:
Н2Ю4 + СаО + Н2О = СаSO4 + 2Н2О 2НЫОз + СаО + Н2О = Са(Ы03)2 + 2Н2О 2НС1 + СаО + Н2О = СаС12 + 2Н2О
Нейтраллашни ишкор билан хам олиб бориш мумкин:
Н2Ю4 + 2ЫаОИ = N02804 +2Н2О НС1 + ШОН = N001 +Н2О
Сувда эритилган металл тузларининг охак ва ишкор билан узаро таьсирлашиши натижасида металнинг асосли тузларидан иборат чукмалар хосил булади. Огир металл ионларини сода билан ишлов бериш билан хам йукотиш мумкин. Таркибида рух, кургошин, мис, кадмий тузлари тутувчи окава сувларга ишлов берилганда, урта карбонатларнинг гидролитик парчаланиши натижасида асосли карбонатлар хосил булади. Тозаланган окава сувларнинг сифатини яхшилаш учун юкори молекуляр бирикмалар-
флокулянтлардан фойдаланилади. Бу максадда купинча синтетик флокулянт -полиакриламиднинг 0,1% ли эритмасидан фойдаланилади [3]. Куйидаги расмда окава сувларни огир металл ионларидан реагентли тозалаш чизмаси курсатилган
Кнсло-шелочные
стоки -►
1-расм.Окава сувларни огир металл ионларидан реагентли тозалаш чизмаси:1-кислота-асосли окава сувлар учун нейтраллаш реактори; 2.Ишкорли агет учун дозатор; 3-флокулянт дозатори; 4-кислота эритмаси учун дозатор; 5-тиндиргич; б.механик фильтр; 7.насос; 8.тозаланган сув нейтрализатори.
Ферритлаш. Ферритлаш усули-окава сувларни реагентли усулда огир металл ионларидан таркибида темир булган реагентлар ёрдамида модификациялашга асосланган.
Темир VIII гурухнинг кушимча гурухча элементи булиб,юкори даражада аллотропик шакл ва фазавий шакл узгаришларни намоён этади. Ферритлаш усулида окава сувларни тозалаш темирнинг магнитли гидроксидларига аралашмаларнинг сорбцияланиши ва феррит кристал панжаларига сорбцияланган моддаларни ушлаб колишнинг топокимёвий реакциясига асосланган [5]. Ферритлар таркибидаги водород ионлари метал ионлари билан алмашинган метатемир кислотаси HFeO2 нинг хосиласи хисобланади. Окава сувларга ферритли усулда ишлов беришнинг асосий реагенти булиб, титан ишлаб чикаришда чикинди хисобланган FeSO4^7H2Ü хисобланади. Темир купоросининг сувдаги эритмасига ишкор кушилганда рН=7,7 да окиш-сарик пахтасимон чукма хосил булади. Х,аво таьсирида у Fe(OH)2Te(ÜH)3 нинг хосил булиши хисобига жигар рангга утади. Темирнинг паст концентрациялари ва рНнинг кенг оралигида магнит хоссага эга булган бирикмалар хосил була бошлайди. Темир концентрацияси ортиши билан рНга куйиладиган талаб хам ортиб боради ва бунда ферритланиш жараёни учун кулай шароит яратилади.
Ферритларнинг хосил булиши мураккаб жараён булиб, у каттик фазали координациялаш ва кристаллографик структураланиш реакцияларини уз ичига олади. Металларнинг темир(Ш)гидроксиди билан биргаликда чуктирилиши ва феррит хосил булиш жараёнлари Cd < Zn < Co < Ni < Си каторда кучайиб боради [4].
Таркибида бир вактнинг узида бир нечта металл ионлари булган окаваларга ишлов бериш алохида олинган окаваларга ишлов беришдан кура ва рН ;иймати ортиши билан хам ортиб боради. Ферритли тозалашда мис юкори фаолликни намоён килади. У рН>9 да юкори магнит утказувчанликни намоён этиб, кристал модда куринишида йукотилади [7]. Никел ва кобалт ферритли тозалашга нисбатан мис ва рух орасидаги оралик холатни эгаллайди. Тозалашнинг юкори самарадорлигига рН>10 да эришилади ва хосил булаётган чукмаларнинг ферромагнитли характеристикасига тозаланаётган сув таркибидаги темир микдори 1г/л да эришилади. Окава сувларнинг энг асосий афзалликларига куйидагиларни киритиш мумкин:
-Бир вактнинг узида бир боскичда турли хил огир металл ионларини йукотиш мумкинлиги;
-Эриган огир металлар билан бир вактда дисперс холдаги эмулцияли чикиндиларни хам йукотиш мумкинлиги;
-Жараён окава таркибидаги бошка тузлар таьсирига сезгир эмас. Ферритли тозалашда кулланиладиган жихозлар бирмунча соддалиги билан фарк килади ва унинг асосини чикиндиларни магнитли чуктириш ташкил этади. Бундай ферритли тозалаш курилмасининг асосий ишчи кисмини аралаштиргич ва ишлов берилган сувни чикариш учун мулжалланган магнитли клапан билан таьминланган резервуар-идиш ташкил этади.
Цианид тутувчи оцава сувларни реагентли тозалаш
Рухлаш, кадмийлаш, мислаш ва кумушлаш каби галваник жараёнлардаги технологик окава сувлар таркибида куйидаги юкори захарли ва комплекс бирикмалар учрайди: NaCN, KCN, CuCN, Fe(CN)2, [Cu(CN)2]-, [Cu(CN)3]2',
[Cu(CN)4]3', [Zn(CN)4]2-, [Cd(CN)4]2-, [Fe(CN)e]3-, [FeCNe]4', [Ag(CNh]
Таркибида цианид тутувчи окава сувларни зарарсизлантириш учун юкори захарланиш даражасидаги цианидларни захарли булмаган моддаларга айлантирувчи реагентли усулнинг турли модификацияларидан фойдаланилади. Бунга цианидларнинг ишкорий шароитда цианатларгача оксидланиб,сунгра карбонат ва аммонийгача гидролизланишини мисол келтириш мумкин [9].
Галваник цехлардаги окава сувлар таркибидаги цианидларнинг микдори тутиб колувчи ванналар булса 2-30мг/мл, бундай ванналарсиз эса 150-300мг/мл ни ташкил этади. Оксидловчи реагент сифатида таркибида фаол хлор булган (хлорли охак, калций ва натрий гипохлорит, суюк хлор) бирикмалар хамда
озон, калий перманганат, водород пероксиди булган моддалардан фойдаланилади.
Таркибида цианид тутувчи окаваларга гипохлорит билан ишлов беришда куйидаги реакциялар содир булади: СМ- + ОС1- = СМО- + С1-
[1п(СЫ)4]2- + 4ОС1- + Н2О = 4CNO- + 4С1 + Zn(OH)2~ 2[Си(СЫ)з]2- + 7ОС1- + Н2О + 2ОН- = 6СМО + 7С1- + 2Си(ОИ)2~. Оддий ва комплекс цианидларнинг фаол хлор билан оксидланиши рН=10,5-12,5ораликда ишкорий мухитда содир булади. Тозалашнинг технологик чимаси даврий ёки узлуксиз булиши мумкин. Хлорли охак ёки калций гипохлоритдан фойдаланишда реагентларнинг ишчи эритмалари "фаол" хлор буйича 5%ли эритма куринишида тайёрланади. Эритма натрий гипохлоритдан тайёрланганда бирмунча юкорирок концентрацияли эритмалардан фойдаланишга рухсат этилади.
Суюц хлор дан хлоратлар (ЛОНИИ-100) ёрдамида олинадиган хлорли сув куринишида фойдаланилади.Суюлтирилган хлорга алохида талаблар ;уйилганлиги учун хлорли сувдан реагент сифатида фойдаланиш учун корхона уни бошка максадлар учун олиши талаб этилади.Суюк хлор билан оксидлашда ;уйидаги реакциялар содир булади:
[Си(СЫ)з]2- + 4С12 + 8ОН- = 3СЫО- + 8С1- + Си(ОИ)2~ + ЗН2О Водород пероксиди цианидларни куйидаги реакция буйича оксидлайди: [Си(СЫ)3]2- + ЗН2О2 + 2ОН- = 3СЫО- + Си(ОИ)2~ + Н2О Бунда рНнинг оптимал киймати 10-11га тенг булиши талаб этилади. Оддий цианидларнинг оксидланиш жараёни 30мин булиб, комплекс цианидлар водород пероксиди иштирокида осон ва тезрок хосил булади.Водород пероксидидан нисбатан концентрацияси юкорирок булган окаваларни зарарсизлантиришда фойдаланиш максадга мувофик хисобланади. Оксидловчи сифатида водород пероксидидан фойдаланишнинг куйидаги афзалликлари бор: -Цианидларни рухсат этилган концентрациягача камайтириш мумкинлиги; -Н2О2нинг окава сув таркибидаги ортикча микдорини парчалаши ; -ишлов берилаётган окава таркибидаги туз микдоринининг баркарорлиги; -реакциянинг захарли булган оралик бирикмалар иштирокисиз содир булиши.
Цианидларнинг калий перманганат билан оксидланиши куйидаги реакциялар буйича боради: рНнинг оптимал киймати 7дан каттабулганлиги сабабли реакция мухитини аник бир кийматда ушлаб туришнинг хожатибулмайди. Реагентли усулда тозалашда купинча даврий режимда ишловчи жихоздан фойдаланилади. Куйидаги холларда цианидларни калий перманганат иштирокида оксидлаш максадга мувофик хисобланади:
3CN + 2МпО4+ Н2О = 3CNO + 2MnÜ2 + 2ОН-3[Cu(CN)s]2- +7MnÜ4- +5H2Ü = 9CNÜ +7MnÜ2~ +3Cu(ÜH)2~ +4ÜH--ишлаб чикаришда унинг чикиндиларининг мавжудлиги; -унумдорлиги паст булган курилмалардан фойдаланиш ва уларни тор шароитларда хам урната олиш мумкиниги ; -галваник цехлардаги авария холатларида.
Бу усулнинг асосий афзалликларига куйидагиларни киритиш мумкин: -исталган концентрацияли цианидларни юкори даражада тозалаш мумкинлиги;
-тозаланган сувдан кайта фойдаланиш мумкинлиги; -чукманинг кам микдорда хосил булиши;
Унинг камчилигига калий перманганат нархининг юкори эканлиги ва сувдан эахарли булган Мп02ни чикариб ташлаш лозимлигини айтиб утиш мумкин. Таркибида куп микдорда цианидлар тутувчи окава сувларни (100мг/л ) оксидлаш озон иштирокида олиб борилади [6]. Кучсиз ишкорий мухитда озон цианидлар билан тезда таьсирлашиб, цианатларни хосил килади ва улар уз навбатида куйидаги реакциялар буйича карбонат ва N2 ни хосил килади: CN- + О3 = CNÜ- + О2-
2CNÜ- + ЗО3 + 2ОН- = 2СО3 + N2- + 3Ü2-+ H2Ü.
Цианидли комплексларни оксидловчили деструкциялашда огир металл гидроксидлари хам хосил булади. Тозалаш жараёнини яхшилаш ва оксидланиш даражасини ошириш учун катализатор(мис,темир,ванадий) дан фойдаланиш зарурати тугилади, бунда цианидларнинг оксидланиши учун зарур булган вакт ва озон микдори бирмунча камайишини кузатиш мумкин. Катализаторлар цианидларнинг оксидланишини тезлаштиради ва озондан фойдаланиш самарарадорлигини 1,5-2мартагача оширади. Бу усулнинг асосий афзалликларига куйидагилар киради: -тозалашнинг юкори даражадалиги; -оралик захарли бирикмаларнинг мавжуд эмаслиги;
-тозаланган сувдан кайта фойдаланиш мумкинлиги,бошка усулларда амалга ошириб булмайдиган куп микдордаги органик бирикмаларни оксидлаш мумкинлиги.Унинг камчиликлари озон олиш жараёнининг куп микдорда энергияни талаб этиши ва жихозлар улчамларининг катта эканлиги хисобланади.
Фойдаланилган адабиётлар
1. Виноградов, С. С. Промывные операции в гальваническом производстве / С. С. Виноградов. - М. : Глобус, 2007. - 156 с.
2. Баян, Е. М. Взаимодействие карбонатсодержащего реагента с ионами тяжелых металлов в водных растворах / Е. М. Баян, Т. Г. Лупейко, М. О. Горбунова // Журнал прикладной химии. - 2007. - Т. 80, № 7. - С 1063 1066.
3. Технология утилизации концентрированных растворов, содержащих ионы цинка, кадмия или меди и аммония / Ю. П. Перелыгин, А. А. Флягин, Т. В. Зуева, О. В. Зорькин