автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.05, диссертация на тему:Извлечение и утилизация хрома и меди из сточных вод и водных растворов путем совместного их осаждения с карбамидоформальдегидной и тиокарбамидоформальдегидной смолами

М1Н1СТЕРСТВ0 0СВ1ТИ УКРАТНИ УКРА1НСБКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХГМ1К0-ТЕХН0Л0ПЧНИИ УН1ВЕРСИТЕТ

На правах рукопису

ВИХОДЦЕВ Серий (яанович

ВИТЯГНЕННЯ I УТИЛ13АЦ1Я ХРОМУ ТА МЩ1 3 СТ1ЧНИХ ВОД I ВОДНИХ РОЗЧИН1В шляхом СШЛЬНОГО IX ОСАДЖЕННЯ

3 КАРБАМЩОФОРМАЛЬДЕГЩНОЮ I ТЮКАРБАМЩОФОРМАЛЬДЕГЩНОЮ СМОЛАМИ

05.26.05 — шженерна еколопя

Автореферат

дисертацп на здобуття вченого ступени кандидата техшчних наук

ДнШропетро«ськ — 1995

О СО

оГ

Днсертвц1ею е рукопис. • .

Робота виконана в Украшськоиу державному х1м!ко-техно-логХчному уи1верситет1.

Науковий кер1вник - кандидат техщчнм наук, доцент Мельн1ков Б.1.

Науковий консультант кандидат х1ы1чшх наук, доцент Рансышй ¿.П.

0ф1ц1йн1 опоненти - доктор техн1чних наук, професор

Маслои В.З. . о

1 доктор х1«1ч1шх наук, доцент

КупрШ В.П.

Ведуча орган1зац!я - ВО " 1СКРА", и.Запор1гаш

(ШнХСТррсТВО В1ЙСБК.0В01 продас-лояост! 1 К01шерс11)

, Замет дасертац!; в1дбудоться о грудач 1955р. обИ

тодшЦ в аудитор!) 220 на зас1данн1 СпеД1ал1зовано1 ради (шифр К 03.05.01) Укратського державного х1и1ко-технолог1чно-го унХвирситету (320005, ы.Дн1пропетровськ, пр.Гатар1на,8)

3 дисертац1сю мояиа ознайбмитиоь у б1бя1отец1 Зкраш-ського державного х1м1к6-твхнолог1чного уШверситсту.

Автореферат роз!слано "2 1995р.

Вчений секретер Спец1ал1зован0! рада К 03.05.01

канд.техн.наук, доцент ^ Сухий.М.П.

- 3-

ЗЛГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

АктуальнЛсть теми. Зростання вимог до яко -ст! пода, яка скидасться у водойшща, викликая нвобх1дн!сть 1нтенсиф1кац1л в!домих 1 розробки нових мптод1в очистки ст1чних вод. Одним 1 з тях1в 1нтенсиф!кац11 е розвиток реаген-тного методу очистки ст1чш« вод з впкорнсташшм снровини да-ногс рег1ону, е|о дозволя? б1льш еконон1чно 1 повно витягувзти та угил1зувати вясокотоксичн! рвчовтт и1д! й хрому. В проце-сах очистки ст!чних вод реаген'пшм методом все б!льшого значения набувае сп1лыт осаджтшя 1он1в ыетал!в з. утворгааними пол1мерними смолами. У зв'язку з цим витягнення. 1 утил1зац!л хрому та м1д1;1э ст1чних вод 1 водних розчин!в тллхом 1 х сп1-льного осадження з карбам!доформальдег1дною смолою (КФС) 1 т1окарбам1дофориальдег1дною смолою (ТКФС) набувае всв 61льшо1 вяжливост! й актуальное?!. Одержан! при цьому як к1нцвв1 ц1ни1 продукта композиц!йн! матер!али 1 кошлексм1 еполуки Сг(Ш), Си(II) на основ! КФС 1 ТКФС еколог!чно безпечн! 1 волод!ють широким спектром корисното практичного застосування.

С т у п 1 н ь вивчення т е м а. Дана робота завершус цикл досл1дгень очистки ст!чнм вод в1д хрому й м1д1 та перспективного викорнсташм утнл1зованих продукт!в у р!зши галузях промасловсст!.'

Мета 1 завданн. я.до с л 1 д к е н ь. Метою дано1 робота було досл!джешш процесу витягнення й ути-. л!зяц11 1он!в хрому й м1д1 з ст1чшх вод 1 водних розчин!в шляхои I х сп1лыюго. осадження з КФС ! ТКФС , а також вивчення деяких ф1зико-х1и!чяих влзстивостей одержали мэте-р1ал!в для пидвлення момивих- гзлузеЯ IX практичного застосування. .

Для досягнення поставлено! нети необх!дно було впр!шити так! завдяшш: 1.Впвчити мояеливост! повного витяпшгаш !он!в хрому та м!д1 з ст!чних вод 1 водних розчин1в шляхом гх огульного осадження з. КФС, 1 ТКФС . Досл!даги провес одержншя водного розчйку первйгаюго карбам!доформальдег!дяого конденсату . 2.Вг1значити оптимзльн! параметри процесу в!дновлешш От (VI) до Сг(Ш) з последующим його осздаеннчм з кпрбам1до-фс5»'.здьдог15»ою оччлою. З.Вотановити 'умоги вза -мод!: перрдпол!-

конденсату на основ! т!окарбам!ду й формальдепду з 1онаш м!д! (II). 4.ЕХШЧИТИ ф!зико-х!м!чн! властивост1 одериаши матер!а-л1в. 5.Розробити тохнолог1ч!гу схему й визначити тёхнолог!чн! параметри процесу. витягнення. 6.Провести техн!ко-економ!чну оц1нку ррзроблювакого процесу. 7. Визиачити мозштост! практи- • чного ззстосувакня одержаних у процес! очистки , матер!ал1в у р!зних гялузях ПрО№!СЛОВОСТ1.

На захист виноснться: - Результата експерииентальних досл1даень процесу витягнення й утил!зац11 хрому та м1д! з ст!чних вод i водашх роз'пш!в шляхом сп!лыюго ix осадження з КФС ! ТКФС. - Технолог1я витягнення t утил!зац!1 хрому та м!д1 з ст1чних вод i водних розчин!в, а такок можливе практичне використашш утил1зованих розчик!в у промисловост!. - Спос!б одержаиня високодисперсшх (розм!р часток <10_'и з ix bhIctom >60% мае.) композицШшх матер!ал!в на ochobI КФС та г!дрохсиду хрому (III).

Наукова новизна. Досл!дз:ено продес взариод!! 1 передаонденсату из основ!.- т!окарбам!ду й формальдег!ду з !онами м1д! з утв^ренням пол1игргах мета"локоШ1лекс!в.' Встанов-лен! технолоПчн! параметри процесу витягнення хрому та м!д1 з ст!чних вод у процес! ix сп!льного осадження з КФС 1 ТКФС. Одержан! на основ! КФС 1 оксиду хрому (III") композиц!йн! мате-р!алн з розм1ром часток <Х0_/м (>60% нас), що визначае широкий спектр ix можливого практичного застосування,

Практична ц!нн!сть. Розроблена економ1чна технолог!я витягнення хрому та м1д1 з ст!чнах вод 1 водних розчин!в шляхом си!льного ix осаджоюш з КФС ! ТКФС, яка забезпечус високий ступ1нь очистки ст1ч>шх вод: для м!д1 99,9% мае., а для Cr(VI) 1 Cr(III) - 99,9% 1 99,02 мае. в!дпов!дао.

Утил!зован! матер!али, як компонента высокотемперзтурних мастия пройшш усп!шн! випробування в Куйбишевському ф!л!ал! ВНД1Ш1 (и.Новокуйбишевськ, Рос!я) ! були рекомендован! для процес!в високотемпературного штатуваняя кольорових 1 чориих метал!в механ!чних виробництв. Робота виконувалась зг!дно з державною науково-технХчною* прогрзмою .Ук.ра; ни "Нов1 речрвики ! ыатер!али" ,#7.3.1.68.72 в!д 01.01.92р. ! Л 7.0I.0I054--92.68.72 (наказ ДКНТ Укря!ни Я 43 в!д 3I.D3.95p)

•Апробац1я p о б о т и. Осковн! положения дисертац1йно1 робота допов1далися i обговорювались на М1жнарода1й науково-техн1лн1й конференц!1 "Актуальн! проблема фундаментальних наук" (Москва,Г991р); Всесоюзна конфермщ:и "Знешкоджувашм i утил1зац!я твердах в1дход1в" (Пенза,1991); HuyKOBo-TBXHimUü конфэренц11 "Х1м1я, х1м1чна технология, xImImhg иашкобудування" (Днйтропетровськ,1991,1993p); Всесоюзном1 няуково-'гехн1чному сем1нар1 "Еколог1чно чист1 лакофарбов1 покрлття" (Лен1нгрэд,1991р); ВсесоюзнШ конфвренцИ "Технологии! процеси й обладнаюш для очистки ст!чних вод 1 переробки роэчин1в прошолових'Щдприенств" (Пенза ,1992р).

За темою дисергац1л опубл1ковано 12 друковаши робот, список яких подэсться в кйаЦ автореферату»

Обсяг1 структур а роботи. Дисертац1йна робота винладена на 148 . стор!нках машинописного тексту, м:[стять 22 рисунки, 41 таблицю. Бона складасться з вступу, чотирьох глав, загальних виснопк1в, списку л1тератури, до якого входять 147 найменувань i додатку.

Конкретний особи стий в н. е с о к дисертанта. Експериментальна частина роботи в повному обсяш викоиана дпсертантом особнсто. . .

Методолог 1я, иетоди доел. 1 д ж е н -н я-. Очистку стХчних вод 1 водаих ро'зчин1в в1д ioHiB хрому (VI) проводили 52,6% водким розчином первншюго карбаи1доформаль-дег1дного конденсату з залишковою к1льк1стю в1льного формаль-деПду 8% з наступнии осаджегашям КФС 1 г1дроксиду хрому (III). Очистку ст1чиих вод в!д ioKlB м1д£ (II) проводили аналогично до першого способу, використовуючи як осэдегувач т1окарбам1доформальдег1ний передконденсат. Утил1зован£ иате- , р!али досл1даен1 методом 1Ч-спектроскоп11 ("Specord-75"), таблетки КВг); термограв1матр11 (дериватограф Q-I500D), швидк1сть 10 К/с); електронограф1чного анал1зу (електронний м1кроскоп уда ЮОЛ "на npocBiT"); рентгеноструктурного анал!зу ("Дрон-3" з використанням Cu-катодного випром1рювання ■>.

- 6 -.

ОСШВНИЙ ЗМГСТ РОБОТИ

I. Д0СЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ОЧИСТКИ ХР0МВМ1ЩУЮЧИХ СТ1ЧНИХ ВОД I ВОДНИХ РОЗЧШ1В Очистку кислих хромви!щуючих стХчних вод з концентрац1е» Сг(У1), яка дор1в1юз 510_2кг/м3 проводили, досл1дауючи процес в1даовлення Сг(У1> водам розчином кзрСам1доформальдег1дного конденсату зг1дно з р1внещшм:

2НСГ20^ +ЗНС(=0)Н> 6НЗСу8Н30+—>4С1'3++ЗС02+650|_+19!120 (I)

Наш встановлеко, що сорбц1йна здатк1сть утворюваног КФС по в1дношенню до 1он1в Сг(Ш) духе залегать' в1д структура утворюваного первинного карбам1до|юрмальдег1дкого конденсату I розм!ру чэсток КФС (<ГЮ~7м)« Для одержашш КФС з максималь-нии вы1стои часток вказаного розм1ру синтезовано 52,6% водний розчин первинного карбам1доформальдег1дного • конденсату. Иого одержували за допоиогою. реакц!т г1дроксшетшювашш карбам1ду водннм розчином у лунному"середовшц1 при рН=8,5, температур!' ЭбЗК протягом 3600с. Мольне сп!вв1дношеннл формальдег1д:карба-м1д складало 2,2:1. Одержаний за 'цих умов ■ первинний карСам1доформальдег!дний конденсат складаеться в основному э сш-дииетилолкарбам1ду, частково монометилолкарбам1ду 1 харакг теризуеться л1н1йчастою структурой, 1 зг1дно з р1внянняи Реб1н-дера-Щук1н8 с дужэ ст!йкии у водних роэчинях, У таблиц1 I подан! умови синтезу водного розчину первинного карбаШдоформаль-дег1диото конденсату..

Таблица I

Уиови синтезу водного розчину первинного карбам1доформальдег1дного конденсату

ММ п/п Ви1ст компонен-т1в,кг/м 36. "н Вм1ст твердо! фав роичшИ % р№. Т.К г,С

карбам!д форма ль-дег1д

I 0,45 0,81 1,62 56,2 8,5 363 3600

2 0,50 0,81 1,47 58,0 В,5 363 3600

3 1,00 2,44 2,20 52,6 8,5 363 3600

4 1,00 1,63 1,48 58,0 8,5 363 3600

5 0,90 2,44 2,46 51,6 8,5 363 3600

• Водний розчин первинного карбам1доформальдег!дного перед-ковденсату.Шстить нади1р!су к1льк!сть (5-1035 мае,) в!льного формальдег!ду, "зг!дно з р!внятшм (I) в!дновлюючи Сг(71) в Сг(Ш).

Для визначення впливу рН середовшца," часу процесу, сп1вв1диошетш реагуючих ковдоненИв на швидк!сть в!дновлення Сг(VI) до Сг(Ш) було проведено комплекс експеримектальних дос.1 1даень.

Встановлено, що эалишкова к1льк!сть Сг(И), яка дор!вню« ГДК, досягасться при в!дновленн! хромвм1щуючих сток!в 52,6% водшш розчинон первинного карбаи!дофориальдег!дного конденезту за такими параметрами* рН=1-1,5; Т=298К; тз1200с} сп1вв1дкошекия Сг(У1):СК20 = Г:9,

За даиих параметр!в ступ!нь вЛдновлення Сг(VI) до Сг(Ш) складала 99,8%. 3 урахувэннлм посилення вимог до залишкових концентрации шестивалентного хрому в ст1чних водах (^зэл= 0,5-10-4кг/и3) було зб!льшено час в1дновлення до 3600с. При цьону ступ!нь в!дновлекня СгШ) до Сг(П1) будб складам 99,9%. ОСчисленэ константа швидкост! ревкц!; в1дновяення Ст(У1) до Сг(Ш) за щгх умов дор!вша 8,15-10""'"гМ~1с~1, а коеф!ц!снт кореляц11 дор!вмое 0,989. В таблиц1 2 подан1 показшки процесу вХдновлення;'' Подалыну очистку ст1ч!шх вод в1д Сг(Ш) проводили шляхом сп1льного осадаення з утвореною КФС. Бнзпачеио, що утворешм КОС проходить за таких уиовах:рН=1, Т=29Ш£, г=3600с.

Таблиця 2

Показники процесу в!дновлення ;

МЛ 11/п

шго х ю:

кг/ и3

Г/,48" 4,05 19,40 10,34 24,40

лоч

Сг+б о Х-10^ кг/и

5,00 5,00 5,00 5,00

рн Т,К в!д- Ск!я" £1,%

в!д нов- Сг(У1)

дав- лен- Х- ю-2 п

лен- ня,с

ия кг/м

Г ~296 '3600Г 0,012" "99", 76

I 298 3600 0,070 93,60

1 298 3600 0,005 99,90

I 298 3600 0,011 99,78

I 298 3600 0,005 99,90

В1домо, що при в!дновленн! Сг(У1) до Сг(Ш) та появ1 •л'Гц«л Сг (ОН), у кислому середоглщ! потенц!аловизначальним1 гоняш будуть кат!они водно.

{[та Сг(011>3]■ 2п Н+

- 8 -(п - х>

х ЙО'

,2-

Додава1пш лугу призводить до зм!ни м!дели г!дроксиду хрому при дослгне]ш1 1зоелектрпчно! точки (рН=8) з подалыяиш стад1яш агрегац11, утворешш пласг1вц!в та осаджэння." I стад!я - зм!на м!цеяп г!дроксиду хрому:

т Сг(0Н)3] 2п Сг3+- Зп£03~|°= IX стад!я - агрогац1н мХделн Сг(ОН).1 и1ж собою:

III стад!я утворення власт!вц1в:

(Р^){1]°<1{2}0'1Н0,

+ 1

н20

де (2|°- умовне позначення К{С. IV стад1я - осадяенля

(р +ч) {1]0 ч{г)2- —>/{1)° {г)°(1-х)н2о н^

Бстановлено, що сп!льне осадаешш- КФС 1 г1дрооксиду хрону (111) в!дбуваиться при температур! 298К, кислотност! середови-ца рН-8 1 час! осаджешш 5400с. Ступ!нь витягнення Сг(П1)~ 99,0%. Обчислена константа швидкост1 рсэкц!] за них умов дор!внюс 7,54-10~"'М'"1с_1, 1Соеф1д1$.'нт кореяяц!! 0,986. Одер-ан! експерименталыг1 дан! показан! у таблиц! 3.

"Гзблиця 3

Дан1 процесу очистки ст!чни« вод гад трнвалэнтно! о хро'.г/

л

п/п.

хю~

кг/м2

I---5700"

5,00 5,00 5,00 5,00

рн

утворе- , но' КФС|

(сух01) X 10~2

0,75912:8,0 5400

I,70910 8,0 5400 I,33000I3,0 5400

II,55610!8.П¡5400

Час осяд-ження . ,с

л

Т,К

29.it 23-3! 2931 290 | 298

поч '-•КФС

к!н

¡Сг-3

¡х-ю:

. кг/м'

[ККьТсЛСту -И

|ВЦТЯГ-|п1ИЬ I ¡НШЮГО'ВПТЛГ-!

+3 ¡пенни I

3 ; СГ

Ю"6|сгч3,

Т:'13 1:15 1:34 1:28 1 :Э1

'КГ

"ТГ.О&З! 49,3?'! ?У,70!

2.

0.0611 49.391 98,78

0,059! 49,50) 9Э.ОО

0,05-1! 49,46! 98.90

0,052 49,48^ 93,93

М1ДЬКЗДУЮЧЙХ ъПЧНЙХ

Д0СЛ1ДШНЯ ПРОНЕСУ очистки

ВОД I ВОДШК Р03ЧИН1В М1дьвм!п»уюч1 ст!чн! води и початковою кетщеттрац!•: ю. цо дор!внюе 8кг/н" очнцувага за технолог!? ю, аналог!чною у;ист^1 СТ!ЧНИХ ВОД ! ВОДНИХ рсз'гон1в в(д !он!Ё тро1'\ т1льки з т I МО

- 9 -

що осаджешш ioitiB и1д!

проводилось при утворшш!

р!зницею, ТКФС.

Естановледа, що первигашй пвредконденсат т!окарбам!ду i фор!дальдег1ду утворизтьсл за таких умов: pll=9, Т=363К, i =3б00с та сп!вв!днотенн1 раагуючих речовин т1окарбя1.<!д:формальдег!д 1,0:1,2. Одержаннй за цих умов передконденсат взяонод1с з 1онамн м1д1 (II) з утаореиням прои!зш!ст1 структурп м!дного металопо-J >.еру: • ■

f FcHo- ш - с = м - сн0о-]п L | ■ I - jn

s—cu/г

Для визначешм впливу рН середоЕИща, часу, сп!вв!дноиенля рсагуючих кошонснт1в на процес витягнеиня 1он!в м1д1 було проведено комплекс експерименталышх досл!дхень. Результата показан! граф!чно на рис.1 ! 2.

■ С(Си(Ю),

С(СиШ). кц1тг

г з ч s € ?

Рис.I.Еплив показника рН на к!льк1сть витяг-нення м!д!. Час витягнеиня :1- I80c; 2- 600с; 3- 1200с; 4- 1800с; 5- 3GQ0c. Т-298К

S рН й ' tJc

Рис.2.3алма11сть коодентра-ц11 витягненох м!д! в!д три-валост! процесу при мольному сп1вв!дкошенн! т1окярбам!д: ы1дь (II), яко дорХвнюз: I- 0,5:1 ; 2- 1:1; 3- 1,5:1;

4-2:1; рНг6,5; Т=298К.

Нами встановлено, що витягневдя !он!в м!д1 передиол!кон-десатсм т!01сарбам!ду 1 формальдог1ду г!дбувалось за таких параметров: рН=6,5; т=1800с; 1=29ВК; ■ сп!вв1дношиш1. TioKapSaMij м1дь, що дор!в:жк' L:I. Ступ!нь витягне]шя при цьому складае 95,1%. обчислена константа швидкост! процесу маг зтичезшл G,57■ IО", коеф!ц1снт кореляцИ дорШпоо 0,999.

- 10 -

0держан1 екгаерииентальн!,дан!; в1дображено в таблиц! 4.

ТаОлиця 4

Дан! процесу витягнення 1он!б ыхд! (II)

Л

Вы!ст

компонент!в кг/м'"'

т1о-кар-бам!д

18,24 18,24 18,24 18,24 9,12

формальдегид

27,20 19,05 15,86 12,86 9,57

;ф

1,4 1,2 1,0 0,8

споч

М1д! кг/м'

рн

8,0 8,0 8,0 8,0

6,5 6,5 6,5 6,5 6,5

Т,К

298 298 298 298 298

Час ви-тяг

-таг--

п1нь

iвитлг-1-:

>нения нен-!м!д!, ня, \%-

г,С С-

1800 1800| 18001 18001 1800

95,1 95,1 95,1 95,1 48,9

кон м!д! у ф!ль-трат!_

хю:-

кг/и"1.

388,0 388,0 388,0 388,0 408,7

заг СБ (ГШ)

Шль^' к!сть витяг-. нених|

!он!в|Х-10," и!д1,окг/м° X 10

7,612 7,612 7,612 7,612 3,913

0,03 0,03 0,06 0,08 0,02

Б1льш повне витягнення в!дбуваеться при сп!вв1дношенн! формальдег!д: м!дь, яке дор!внюс 5:2, а також наступн!й зм!н1 технолог!чних параметр1в:рН=8; г=3600с, Т=298К. За цих умов надлишковий формальдег!д взаемод1с з !онаш и!д1 (II) за р!внянням:

> Си20 + НСООНа +2На30д+ ЗН^О (2)

константа швидкост1 процесу мае значения а коеф!ц!снт корвляцИ . - 0,987. Одержан!, експериментальн! дан1 &1дображено в таблиц! 5.

Таблиця 5

Дан! процесу повног Очистки ст!чних вод в!д !он!в м!Д!

2СиЭ0

4

+ СН20 + 5МаОН

ООчислена 1,632 10"3М-1с-1

Л Сн1д1, х-ю;" кг/и" ССНР -ч X • 10^ кг/и" рН 1,К Час в!д- нов-лен- ня,г с ск1н М1д1 Х- Ю-7' у ф!ль трат!, кг/м'' Сзал СЕ^О Х-Ю-3 У ф1ль-трат!, кг/и" Ступ1нь витягнення м1д!,% К!льк!с. утворе-ного м!д ного комплексу ж: (сухого), Х-10 кг

I 388 1362 В 298 3600 0,8 0,12 . 99,9 32,52

г 388 611 8 298 3600 0,8 0,05 99,9 33,06

3 388 583 8 298 3600 1,1 0,05 99,8 30,04

4 388 466 8 298 3600 1,2 0,05 99,8 29,88

Дякуючи доочистц1 залишСова концентрац!я н!д! у ф!льтрат! знижуеться до значения 0,8 кг/кг, а формальдег!ду - до 0,5 10""кг/м^. Пор1вняння залишкових концентрац!й формальдег!-ду й м!д! з д!ючими ГДК вказуе на високу ефектийн!сть . роз-

- II -

робленого способу. При цьому ступень повно! очистки ст1чних вод в1д ioHiB м1д! дор!внюе 99,9%.

3. ДОШДКЕННЯ Ф13ЙК0-ХШ1ЧШК ВЛАСТИВОСТЕИ ОДЕРЯАНМХ МА.ТЕР1АЛ1В Ochobhí ф1зико-х1н!чн1 досл!даошш одержаних мятер!ал!в були проведен! з йотою i х 1дентиф1кац!1 та можливого' перспективного застосування у промисловост!.

3.1. Термогравометр!чн! досл!дження м!дного комплексу ТЮГС були проведен! в !нтервал1 тешератур 273-I273K. Встанов-лена мала втрата ваги эразка (20% мае.) у результат! терочного розкладу при 523-673К, що виг!дно в!дризняв його в!д !нших иеталопол!мер!в. Встановлена терм1чна ст1йк!сть та отриман! практичн! результата при досл1даенн! м!дного комплексу ТКФС у склад! висетсотемпературного мастила, що дозволяв ефективно .вйкористовувати як металопол!мерну добавку при пресуванн! чор-них ' ! кольорових метал1в. Визначен! к!нетичн! параметри терм!чного розкладу та д!апазони температур стШкост! пол!мерних сполук.

- 3.2. Методом 1Ч-спектроскш!1 встановлена близьк1сть структури КФС й кошозиц!иного матер1алу на основ! г1дроксиду хрому (111) в склад! КФС. Каявн!сть трвтинного атома азоту в розгалужеи!й структур! не призводить до суттево! зм!ли валент-них коливань зв'язку НН у випадку у творения (КФС-Сг(ОН),) , що вказус на появу композицгйного мйтер1алу переважко л1кШчасто1 структури.

В 1Ч-спектрах м1дного комплексу ТКФС у пор!внянн1 з "чистим" т!окарбам!дом валенти! колнвзння т!ом!дно1 групи- C(=S)NH терплять зеув на 60 см-1 до нрзькочастотног д!лянки, низько-частотний зеув на 14-17 см-1 валентиних коливань зв'язку C=S, низькочастотний зеув на 180 см-1 зв'язку C-N. Координац!я ато- '' ма м!д! з реакд!йним центром ТКФС призводить до депропонування одного !з зв*язк!в Ш. що на 1Ч-спектрах в!дпсп!да<; зниженню !нтенсивност! коливань зв'язку NH 1 його зеуву до низькочас-тотио! д1лпики на 47 ,

3.3. Електронограф!чнии -методой встановлено розм!р часток композиц!йного матер!алу (КФС Сг(ОН)д). Розм!р часток складав <1-10"и у к!льхост! >80%. КомпозицШшй матер!ал (КФС Сг(ОН),)

цоке використовуватись, як пггмент у вс1х видах лэкофарбових матер1ал1в, особливо для водно-дисперсвдх фзрб з коротким кри-тер1ем морозост1йкост1. Кр1м того, иоиливе застосування матерХаду, як наповнювача пластмас, а саме у плитах у ГШХ.

4. ТЕХНОЛОГ 1ЧНА. СХЕМА ОЧИСТКИ М1ДЬ I ХРОМИДЩУЮЧИХ СТ1ЧНИХ ВОД I ЕОДНЖХ Р03Ч1И1В Очистку хроивм1вдючих ст1чних вод I водннх розчин!в ведуть у ре актор 1 з м1шалкой позЛ (рис.3), " обладнаною сорочкою об1гр1вакня та як1рною и!ша®йю..

Схема передбачав ще один реактор з м!шалкою поз.2 для очистки ст1чних вод, який використовуеться у шпадку необх1дност1 Водний розчин лугу готуеться в апарат1 з м!шалкою поз.4. Для розчннешш НаОН з м!рника поз.5 подають воду 1 п!сля завершения розчииення за допомогою в!дцентрового насосу поз.6 направляють у ы1рник поз.7.

Приготувашш водного розчину первшшого карбам1доформаль-дег1дного конденсату Мдбуваеться в апарат1 з м1шалкою поз.З. Для цього в нього згшшають формальдег1д, . нейтрал1зують 50% розчином КаОН з мХрника поз.7 и при шрем1шуванн1 розчинлють Карбам1д. Для об1тр!вання подають пару в сорочку зм!шувача.

Для проведения процесу очистки хромвм1щуючих ст1чшх. вод у реактор поз.1 1 2 подають водний розчин карбам1доформаль-дег!дного конденсату. Встановлюшть кислотн!сть середовища. П1сля утворишя смога витримують реакцШсу масу. Потаи з и!рника поз.7 додадають розчин МаОН 1 витримують реакц1йиу масу п1сля початку осадження. ,

Шелл зак1нчення процесу осадження за допомогою насосу поз.9 ст!чну воду направляють на нутч-ф!льтр поз.Ю. Осадок промивають водою 1 подають у поличну сушарку поз.П, де здШснюють суш!1шя готового продукту.

Очищена ст1чна вода п!сля стад!1 ф!льтрац11 поступав на и1ську станц1ю очистки. Подана техжииг1чна схема очистки розроблена для Запор1зького чаводу "1пкрУ з урахувашшм кон-центроц!1 ст!Ч1шх вод гальван1чшх виробкицтв. При цьому зага-льна величина р1чного еконоы1чного збитку , що запоб!гаьться очисткою 2920м"' хромвм!п1уючих . ст1чних г,од з концентрацию Сг(УI )--5 10~'кг/и" 'за допомогою роэроблчко; технолог!/ ,

Усас£н1 псъначеинр

труЪопро&ода. : -$- вСйА .

—а— nfífie

-С-CUPOBUHf)

, —пр— продукт 6 —с&—cmiwiicpM

hj№¿?L /(сиРгнся ь (Z-

I—•

г

Xmmfi

гатаьгй

flfCfiyxmc)

Pa

.о.

I- рэак-ор ^ одного :итпО" not

охнолог;'4ка схема 'очистки ст!чних вед t еодних розчин{в

1НКЯ

:а.

- 14 -

дор1БШ!С 74839600 крб (у ц1нах 19ЭЗр),

Очистку м!дьвм1щуючих ст1чних вод проводить аналоПчко очистц1 хромвц1цуючих ст1чних вод (рис.3). Основниш стад1ями процесу а приготування перёдпол!конденсату т!окарбаы!ду 1 формальдег!ду; взасмод1я т!окарбам1доформальдег!дкого передпо-л!кондм1сату з м!дьвм!щуючою ст!чною водою, в результат! чого утворювться м!дний кошлекс ТКФС; очистка ст!чно1 води в!д за-лищкових к!лькрстей формальдег!ду та íohIb ы!д1: ф1льтрац!я, прошшякнл 1 сушХння готового продукту.

Загальна величина р1чно& еконои!чного збитку, який запо-01га;:тьсл за допомогою розроблено! технолог!! при. очистц! 2920и" м!дьвм!вдючих. ст!чних вод' з концентрацию М1д! 8,0кг/м*, дор1внюе 108 857 бООкрб (у ц!нах 1993р)

ЗАГАЛЬН1 БЙСНОВКИ

1. Розроблено економ!чну технолог!«) витягнення м!д! та грому з ст!чннх вод i водних розчин!в з утил!зац!ею ц!нних товарных продукт!в.

2. Вивчено процес очистки хро1Шн!щуючих ст1чних вод 1 водних розчин!в в!дновленням Cr(VI) до Сг(Ш) у процес! утворекня карбаи1доформальдег1дно! смоли та п оеадхення з г1дроксидом хрому (III). Визначеш оптимальн! параметри процесу, як! забезпечують ступ 1нь очистки по Cr(VI) i' Cr(III), в1доов1дно 99,9 ! 99,ОЛ нас.

3. У результат! комплексних експерииентальних досл1дкень визначано оптимальн! параметри процесу взасмод!] передпол!конденсату т!окарбам!ду ! формальдег!ду.з 1онани и1д! (11), як! дозволяють витягувати \х з ст!«них вод 1 водних роз-чин!в"з! ступеней очистки до 99,9% мае. Показано, но у випадку т!окарбам1доформальдег1дно1 смоли утвоюються пол!мерн1 метало-комплекси з !онаш м!д! (II).

4. Методами 1Ч-спектроскоп!г, рентгеноструктурного, елек-тронотраф!чного та тери!чного анал1з1в вивчено ф!зико-х1м1чн! властивост1 ! будова оflopxmnx сполук.

5. Отраиано кошознц!йнШ штергзл (KIC Сг(0Н)3) з розм!ром часток иенше I■10_/и у к!льхост! б!лыда 60%.

Естановяеш пошив !сть пракчичн ого вастосування цього ком;ш:<1щ!аного ыатьр!алу в р!зких гглуа-.х шюыисловост!.

- 15 -

6. Показано моюшв1сть застосування м!дного комплексу т1окарбац1доформальдег1дно1 смоля, як д1тог речовшга у високотемператугах настилах. Досл1джен1 аразки зжннувть конф!ц1ент тертя при пресувапн! в 1,3-1,6 раза за рахунок утворення одкор1дно1 захисно1 пл1вки.

7. Розроблено технолоПчну схему та визНачен! корми технолог1чного режиму витягнення й утил1зац11 хрому та и!д1 з ст!чних вод 1 водних розчин1в у композицШП иатер1али 1 пол1мерн! металокошлекси у випадку т1окарбам1дформальдег1дю1 смоли. Показано техн1ко~економ1чну ефективн1сть розроблено1 технолог! I.

Основний зм1ст дисертац11 в1дображено в таких опубл1кованих роботах!

1. Мельников Б.П., Выходцев С.И., Макаренко К.И. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов. //Тезисы докладов Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук". - СССР, Москва, 1991.

2. Выходцев С.И., йслышкопВ.й. Усовершенствования про-• цесса очистки хромсодержащих сточных вод с целью получения

порошкообразного осадка,пригодного для испольэоватя в композиционных материалах. //Тезисы докладов Всесоюзной конферезщии "Обезвреживание и утилизация твердых отходов". - Пенза,1991.

3. Выходцев С.И., Мельников Б.И. Исследование возможности модификации карбамидного олигомера неорганическими соединениями, //Тезисы докладов научно-технической конференции "Химия, химическая технология, химическое машиностроение". - Днепропетровск, 1§91.

4. Выходцев С.И., Мельников.Б.И., Тище1!ко Т.П., Моисеен-

• ко Н.Ю. Исследование возможности применения композиционного материала в качестве экологически чистого пигмента для. лакокрасочных материалов. //Тезисы докладов Всесоюзного научно-технического семинара "Экологически чистые лакокрасочные покрытия". - Ленинград,1991.

5. Решение о выдаче патента Украшш по заявке

Л 4917795/05. Способ получения карбашдофориальдегидной смолы, содержащей неорганическое, соединение. Внходцеп С.И., Мельников В.П., Рансышй А.П. от 09.04.93. (патент Украшш Л 5291 от 16.05.94).

- 16 -

6. Решение о выдаче патента CCCP.no заявке Л 5017953/04. Смазка для горячего прессования металлов давлением. /Мельников Б .И., Бовыкин В.А.,, Ранений А.. П., Выходцев С. И., Коляда В.И., Иванов Г,А. от 28.10.92.

7. Выходцев С.И., Мельников С.И, Очистка хромсодеркащих сточных вод. // Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Технологически е процессы и оборудование для очистки сточных вод в переработки отработанных растворов промышленных предприятий" -Пенза,1992.

8. Очистка хромсодержавдВс сточных вод с помощью карбами-доформальдегидною смолы, исследование физико-химических свойств полученного материала и его возможное применение.

/Выходцев С.И., Мельников Б.И., Суворов Д.Д., Тнщенко Г.П., Моисеенко Н.Ю. //Деп. в УкрНИШИ от 17.02.92. Л 191-Ук92.

9. Синтез неорганических комплексов тиомочевнноформальде-гидшх смол и их возможное применение./Выходцев С.И., Мельников Б.И., Ранский А.П., Коляде В.И. //Деп.в УкрНИНТИ от 06.05.92 Л579-УК92. *

10.Использование отходов сточных вод .в качестве наполнителей для морозостойких покрытий. /Выходцев С.И., Мельни- ' . ков Б.И., Тшценко Г.П., Тищенко А.П. //Деп. ~в УкрйНТЭК от 26.08.92 Л1342-УК92. • "

11.Выходцев С.И., Мельников Б.И. Технология очистки сточных вод от соединений хрома и меди. //Тезисы докладов научно-технической конференции "Химия, химическая технология, химическое машиностроение". - Днепропетровск,1993. .

12. Извлечение тяжелых и цветных металлов из сточных вод гальванических производств с продуктами конденсаций мочевйны или тиомочевины, а формальдегида /Б.И.Мельников, А.А.Евтушенко, О.А.Перехрест, С.И.Выходцев, Е.А.Дидакко. //Деп. в ГНТВ Украины от 16.08.95 ЛТ931-Ук95. '

Выходцев С.И. Извлечете и утилизация хрома и меди из сточных вод а водных растворов путам совместного их осаждения с кзрбзмидбфориальдегидной и тиокарбямидоформальдегидной смолами.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.26.05 - инженерная экология.

Защищаются 12 научных работ, в которых опубликованы исследования процесса извлечения и утилизации хрома и меди из сточных вод и водных растворов путем совместного их' осаждения с карбаигадоформальдегидной и тиокарбамидоформвльдетидной смолами. В диссертации определены возможности практического применения получении в процессе очистки материалов в различных отраслях промышленности.

Vychodsev S.1. Extraction and utilisation ol chrome and copper ixom sewage and water solutions by their combined precipitation with carbajnideiormaldegated and sulphocarbamide-iormaldegated resins'.

The dissertation has teen presented the degree oi the Candidate oi Sciences (Technical) in the iield ol. Ecological Engineering - 05.26.05.

12 papers containing research ol the process oi extraction and utilization ol chrome and copper. Irom sewage and water solutions by their combined precipitation with carbomldeformaldegated and sulphocarbaraideiorrnadegated reslng have been presented. The Dissertation describes the possibility practical applications oi the materials obtained by purification main braches si industry.

Ключов1 слова:

витягнешя, утил.1зац1л, карбаы!доформальдег1дна смола,

т1бкарбам1доформальдег1дяа смола, хром, м!.дь. - . .