Aqaba suwlardı tazalawdıń reagentli usulı

Aqaba suwlardı tazalawdıń reagentli usulı
Avalboev Gaffar Abirovich Mamadiyarova Shaxnoza Norkulova Zoxida Xidirov Xrjiakbar avalbayev54@mail. ru Jizzaq politexnika institutı
Annotaciya : Elektroximiya sanaatı átirap -ortalıqtı eń kóp pataslantıratuǵın tarmaqlardan biri esaplanadı. Olardı zıyansızlastırıwdıń bir neshe usılları bolıp, bul jerde sol usıllardan biri bolǵan reagentli usıl aytılǵan. Bul usılda aqaba suwdı awır metallardan tazalawdıń fizikalıq-ximiyalıq tiykarları keltirip ótilgen.
Gilt sózler: neytrallaw, galvanika, flokulyant, ferritlaw, awır metall, kompleks birikpe, cianid.
Reagentli tazalaw usılı quramında ximiyalıq birikpeler bolǵan aqaba suwǵa qayta islewge tiykarlanǵan. Bunıń nátiyjesinde erimeytuǵın, kem eriwsheń hám kem dissocialanıwshań birikpeler payda boladı. Reagentlerdi tańlawda payda bolıp atırǵan birikpelerdiń eriwsheńligin itibarǵa alıw kerek boladı. Eriwsheńligi kem bolǵan eritpe payda qılıwshı shóktiriwshilerden paydalanılǵanda suwdıń tazalıq dárejesi artadı.
Artıqsha kislotalıqtı neytrallawda aqaba suwdiń rH mánisi artadı jáne bul tıyanaqlı duzlar hám metall gidroksidleriniń shóktiriwine sebep boladı. Gidroksidlerdiń shógiwine uyqas keliwshi rH mánisi metaldıń tábiyatı, onıń eritpedegi koncentraciyası, temperatura hám qospalar muǵdarına baylanıslı boladı.
Aqaba suwınıń awır metall ionlarınan reagentli tazalaw
Neytrallaw procesi vodorod hám gidroksid ionlarınıń suw molekulasına birigiwi nátiyjesinde aqaba suwdiń rH=7 ge teń mániske iye bolıwına tiykarlanǵan. Aqaba suwdı neytrallawda olardıń quramınan erkin jaǵdaydaǵı kislota, tiykar hámde awır metall ionların keyin eriwsheń birikpeler-gidroksid, tıyanaqlı karbonat, sulfidlar hám t.blarǵa aylandırıw menen joǵaltadı.
Ámeliyatta aqaba suwdı neytrallawdıń tómendegi usıllarınan paydalanıladı :
1. Filtrlew - bul usılda aqaba suw donador yamasa qum qatlamı arqalı ótkeriledi;
2. Suw-reagentli usılda aqaba suwǵa reagent eritpe yamasa qurǵaq element (oxak, soda yamasa shlak) kórininide qosıladı. Iskerli aqaba suw neytrallaytuǵın eritpede bolıwı múmkin.
3. Yarım tsuruts usıl - bul usılda joqarı koncentraciyalı aqaba suw qurǵaq reagent menen aralastırılıp, neytral qamır sıyaqlı massa payda qılınadı. Aqaba suwdı awır metall ionlarınan reagentli tazalaw olardı qıyın eriwsheń elementler quramına kirgiziwge tiykarlanǵan. Aqaba suwdı neytrallaw ushın kóbinshe quramında 67% aktiv SaO hám MgO bolǵan oxak sutinen paydalanıladı. Organikalıq bolmaǵan kislotalar qatnasıwındaǵı neytrallanıw reakciyaların tómendegishe jazıw múmkin:
Н2Ю4 + СаО + Н2О = СаSO4 + 2Н2О 2НЫОз + СаО + Н2О = Са(Ы03)2 + 2Н2О 2НС1 + СаО + Н2О = СаС12 + 2Н2О
Neytrallawdı ishkor menende alıp barıw múmkin:
Н2Ю4 + 2ЫаОИ = N02804 +2Н2О НС1 + ШОН = N001 +Н2О
Suwda eritilgen metall duzlarınıń oxak hám ishkor menen óz-ara tásirlesiwi nátiyjesinde metalldıń tıyanaqlı duzlarınan ibarat shókpeler payda boladı. Awır metall ionların soda menen qayta islew menen de joǵaltıw múmkin. Quramında rux, qorǵasın, mıs, kadmiy duzları tutıwshı aqaba suwǵa qayta islengende, orta karbonatlardıń gidrolitik bólekleniwi nátiyjesinde tıyanaqlı karbonatlar payda boladı. Tazalanǵan aqaba suwdıń sapasın jaqsılaw ushın joqarı molekulyar birikpeler- flokulyantlardan paydalanıladı. Bul maqsette kóbinshe sintetik flokulyant -poliakrilamidtiń 0,1% li eritpesinen paydalanıladı [3]. Tómendegi súwrette aqaba suwdı awır metall ionlarınan reagentli tazalaw sızılması kórsetilgen 1-súwret. Aqaba suwdı awır metall ionlarınan reagentli tazalaw sızılması : 1-kislota -tıyanaqlı aqaba suw ushın neytrallaw reaktorı; 2. Ishkorli aget ushın dozator; 3-flokulyant dozatorı; 4-kislota eritpesi ushın dozator; 5-tındırǵısh ; 6. mexanik filtr; 7. nasos ; 8. tazalanǵan suw neytralizatorı.
Ferritlaw. ferritlaw usılı -aqaba suwdı reagentli usılda awır metall ionlarınan quramında temir bolǵan reagentlar járdeminde modifikaciyalawǵa tiykarlanǵan.
Temir VIII gruppanıń qosımsha gruppa elementi bolıp, joqarı dárejede allotropik forma hám fazalıq forma ózgerislerdi kórinetuǵın etedi. Ferritlaw usılında aqaba suwdı tazalaw temirdiń magnitli gidroksidlarına qospalardıń sorbciyalanıwı hám ferrit kristal pánjelerine sorbciyalanǵan elementlerdi uslap qalıwdıń topoximiyalıq reakciyasına tiykarlanǵan [5]. Ferritler quramındaǵı vodorod ionları metall ionları menen almasqan metatemir kislotası HFeO2 nıń payda bolǵanı esaplanadi. Aqaba suwǵa ferritli usılda qayta islewdiń tiykarǵı reagenti bolıp, titan islep shıǵarıwda shıǵındı esaplanǵan FeSO4^7H2Ü esaplanadı. Temir kuporosınıń suwdaǵı eritpesine ishkor qosılǵanda рН=7,7 De aq-sarı paxta sıyaqlı shókpe payda boladı. Hawa tásirinde ol Fe(OH)2Te(ÜH)3 tıń payda bolıwı esabına qızǵısh reńge ótedi. Temirdiń tómen koncentraciyaları hám rH tıń keń aralıǵında magnit qasiyetke iye bolǵan birikpeler payda bola baslaydı. Temir koncentraciyası artıwı menen rH qa qoyılatuǵın talapta artıp baradı hám bunda ferritlanıw processi ushın qolay shárayat jaratıladı.
Ferritlerdıń payda bolıwı quramalı process bolıp, ol qattı fazalı koordinaciyalaw hám kristallografik strukturalanıw reakciyaların óz ishine aladı. Metallardıń temir (Sh) gidroksidi menen birgelikte shóktiriliwi hám ferrit payda bolıw processleri Cd < Zn < Co < Ni < С qatarda kúsheyip baradı [4].
Quramında bir waqıttıń ózinde bir neshe metall ionları bolǵan aqabalarǵa qayta islew ayrıqsha alınǵan aqabalarǵa qayta islewden kóre hám rH ; mánisi artıwı menen de artıp baradı. Ferritli tazalawda mıs joqarı aktivlikti kórinetuǵın etedi. рН>9 da joqarı magnit ótkiziwsheńlikti kórsetip, kristall element kórinisinde joǵaltadı [7]. Nikel hám kobalt ferritli tazalawǵa salıstırǵanda mıs hám rux arasındaǵı aralıq jaǵdaydı iyeleydi. Tazalawdıń joqarı natiyjeliligine рН>10 da erisiledi hám payda bolıp atırǵan shókpelerdiń ferromagnitli xarakteristikasına tazalanıp atırǵan suw quramındaǵı temir muǵdarı 1 g/l de erisiledi. Aqaba suwdıń eń tiykarǵı abzallıqlarına tómendegilerdi kirgiziw múmkin:
-Bir waqıttıń ózinde bir basqıshta hár qıylı awır metall ionların joǵaltıw múmkinligi;
-Erigen awır metallar menen bir waqıtta dispers jaǵdaydaǵı emulciyalı shıǵındılardı da joǵaltıw múmkinligi;
-Process aqaba quramındaǵı basqa duzlar tásirine sezgir emes. Ferritli tazalawda qollanılatuǵın buyımlar anaǵurlım ápiwayılıǵı menen parıq etedi jáne onıń tiykarın shıǵındılardı magnitlı shóktiriw quraydı. Bunday ferritli tazalaw qurılmasınıń tiykarǵı jumısshı bólegin aralastırǵısh hám qayta islengen suwdı shıǵarıw ushın mólsherlengen magnitli qaqpaq penen támiyinlengen rezervuar -ıdıs quraydı.
Cianid tutatuǵın aqaba suwdı reagentli tazalaw
Ruxlaw, kadmiylaw, mıslaw hám gúmislew sıyaqlı galvanik processlerdegi texnologiyalıq aqaba suw quramında tómendegi joqarı záharli hám kompleks birikpeler ushraydı :
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]
Quramında cianid tutatuǵın aqaba suwdı zıyansızlastırıw ushın joqarı záharleniw dárejesindegi cianidlardı záharli bolmaǵan elementlerge aylandırıwshı reagentli usıldıń túrli modifikaciyalarınan paydalanıladı. Buǵan cianidlerdıń ishkoriy shárayatta cianatlarǵa shekem oksidlenip, soń karbonat hám ammoniyǵa shekem gidrolizleniwin mısal keltiriw múmkin [9].
Galvanik cexlardaǵı aqaba suw quramındaǵı cianidlardıń muǵdarı tutıp qalıwshı vannalar bolsa 2-30 mg/ml, bunday vannalarsız bolsa 150-300 mg/ml di quraydı. Oksidleytuǵın reagent retinde quramında aktiv xlor bolǵan (xlorlı oxak, kalciy hám natriy gipoxlorit, suyıq xlor) birikpeler hámde ozon, kaliy permanganat, vodorod peroksidi bolǵan elementlerden paydalanıladı.
Quramında cianid tutatuǵın aqabalarǵa gipoxlorit penen qayta islewde tómendegi reakciyalar júz beredi :
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~.
Ápiwayı hám kompleks cianidlardıń aktiv xlor menen oksidleniwi rH=10, 5-12, 5 aralıqta ishkoriy ortalıqta júz bolaı. Tazalawdıń texnologiyalıq chimasi tákirarlanatuǵın yamasa úzliksiz bolıwı múmkin. Xlorlı oxak yamasa kalciy gipoxloritten paydalanıwda reagentlerdıń jumısshı eritpeleri " aktiv" xlor boyınsha 5% li eritpe kórinisinde tayarlanadı. Eritpe natriy gipoxloritten tayarlanǵanda anaǵurlım joqarılaw koncentraciyalı eritpelerden paydalanıwǵa ruxsat etiledi.
Suyıq xlordan xloratlar (LONII-100) járdeminde alınatuǵın xlorlı suw kórinisinde paydalanıladı. Suyıqlastırılǵan xlorǵa ayrıqsha talaplar qoyılǵanlıǵı ushın xlorlı suwdan reagent retinde paydalanıw ushın kárxana onı basqa maqsetler ushın alıwı talap etiledi. Suyıq xlor menen oksidlewde tómendegi reakciyalar júz beredi : [Си(СЫ)з]2- + 4С12 + 8ОН- = 3СЫО- + 8С1- + Си(ОИ)2~ + ЗН2О
Vodorod peroksidi cianidlerdi tómendegi reakciya boyınsha oksidleydi: [Си(СЫ)3]2- + ЗН2О2 + 2ОН- = 3СЫО- + Си(ОИ)2~ + Н2О
Bunda rH tıń optimal mánisi 10 -11 ge teń bolıwı talap etiledi. Ápiwayı cianidlardıń oksidleniw procesi 30 mıń bolıp, kompleks cianidler vodorod peroksidi qatnasıwında ańsat hám tezrek payda boladı. Vodorod peroksidi menen salıstırǵanda koncentraciyası joqarıraq bolǵan aqabalardı zıyansizlastırıwda paydalanıw maqsetke muwapıq esaplanadı. Oksidlewshi retinde vodorod peroksidinen paydalanıwdıń usı abzallıqları bar:
-Cianidlerdi ruxsat etilgen koncentraciyaǵa shekem kemeytiw múmkinligi;
-H2 O2 niń aqaba suw quramındaǵı artıqsha muǵdarınıń bólekleniwi ;
-islew berilip atırǵan aqaba quramındaǵı duz muǵdarınıń turaqlılıǵı;
-reakciyanıń záharli bolǵan aralıq birikpeler qatnasıwısız júz beriwi.
Cianidlerdıń kaliy permanganat penen oksidleniwi tómendegi reakciyalar boyınsha baradı : rH tıń optimal mánisi 7 den úlken bolǵanlıǵı sebepli reakciya ortalıǵın anıq bir mániste uslap turıwdıń keregi bolmaydı. Reagentli usılda tazalawda kóbinshe tákirarlanatuǵın rejimde isleytuǵın buyımnan paydalanıladı. Tómendegi hallarda cianidlerdi kaliy permanganat qatnasıwında oksidlew maqsetke muwapıq esaplanadı:
3CN + 2МпО4+ Н2О = 3CNO + 2MnÜ2 + 2ОН-3[Cu(CN)s]2- +7MnÜ4- +5H2Ü = 9CNÜ +7MnÜ2~ +3Cu(ÜH)2~ +4ÜH-
- Islep shıǵarıwda onıń shıǵındılarınıń bar ekenligi;
-ónimliligi tómen bolǵan qurılmalardan paydalanıw hám olardı tar shárayatlarda da ornata alıw múmkinigi ;
-galvanik cexlardaǵı avariya jaǵdaylarında.
Bul usıldıń tiykarǵı abzallıqlarına tómendegilerdi kirgiziw múmkin:
-qálegen koncentraciyalı cianidlerdi joqarı dárejede tazalaw múmkinligi;
-tazalanǵan suwdan qayta paydalanıw múmkinligi;
-shókpenıń kem muǵdarda payda bolıwı;
Onıń kemshiligine kaliy permanganat bahasınıń joqarı ekenligi hám suwdan záharli bolǵan Mp02 ni shıǵarıp taslaw kerekligin aytıp ótiw múmkin. Quramında kóp muǵdarda cianidler tutatuǵın aqaba suwlardı (100 mg/l ) oksidlew ozon qatnasıwında alıp barıladı [6]. Kúshsiz ishkoriy ortalıqta ozon cianidler menen demde tásirlesip, cianatlerdi payda etedi hám olar óz gezeginde tómendegi reakciyalar boyınsha karbonat hám H2 ni payda etedi:
CN- + О3 = CNÜ- + О2-
2CNÜ- + ЗО3 + 2ОН- = 2СО3 + N2- + 3Ü2-+ H2Ü.
Cianidli komplekslerdi oksidlewshi destrukciyalawda awır metall gidroksidleride payda boladı. Tazalaw processin jaqsılaw hám oksidleniw dárejesin asırıw ushın katalizator (mıs, temir, vanadiy) den paydalanıw zárúrshiligi tuwıladı, bunda cianidlerdıń oksidleniwi ushın zárúr bolǵan waqıt hám ozon muǵdarı anaǵurlım azayıwın baqlaw múmkin. Katalizatorlar cianidlerdıń oksidleniwin tezlestiredi hám ozondan paydalanıw nátiyje beriwin 1, 5-2 mártege shekem asıradı. Bul usıldıń tiykarǵı abzallıqlarına tómendegiler kiredi:
-tazalawdıń joqarı dárejedeligi;
-aralıq záharli birikpelerdiń joqlıǵı ;
-tazalanǵan suwdan qayta paydalanıw múmkinligi,
-basqa usıllarda ámelge asırıp bolmaytuǵın kóp mupdardaǵı organikalıq birikpelerdi oksidlew múmkinligi. Onıń kemshilikleri ozon alıw procesiniń kóp muǵdarda energiyanı talap etiwi hám buyımlar ólshemleriniń úlken ekenligi esaplanadı.
Paydalanılǵan ádebiyatlar
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