Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка процессов очистки сточных вод от соединений марганца с применением принципов ионной флотации

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка процессов очистки сточных вод от соединений марганца с применением принципов ионной флотации"

Московский ордена Ленина н ордена Трудового .Красного Знамени химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева

На правах рукописи

ИВАНОВА ГАЛИНА ИВАНОВНА

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СОЕДИНЕНИЙ МАРГАНЦА С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРИНЦИПОВ ИОННОЙ ФЛОТАЦИИ

11.00,11 — Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1992

Работа выполнена в Институте экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения РАН.

Научный руководитель • -г- доктор химических наук, профессор Пушкарев В. В.

Официальные оппоненты; доктор технических наук, профессор Барский Л. А.; кандидат химических наук, доцент Колесников'В, А.

Ведущая организация — Научно-исследовательский институт охраны окружающей среды в угольной промышленности (г. Пермь). ~

Защита состоится /¿Г 1992 г.

в ^^ час, в на заседании специа-

лизированного совёта Д 053.34.11 в Московском химико-технологическом институте им. Д. И. Менделеева по адресу- 125190, Москва, А-190, Миусская пл., д. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева.

Автореферат разослан 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета

Н, Е, КРУЧИНИНА

уп

ОБЩАЯ ХАРЖГШРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапа развития научно-технического прогресса вопросы охраны окружающей средам в частности, сохранения и рационального использования водных ресурсов становятся всё более актуальными. Промышленное производство сопровождается поступлением в водоёмы большого количества загрязненных токсичными растворенными металлам! сточных вод, что осложняет экологическую обстановку. Наиболее рациональный способ сокращения объёма сточннх вод-это создание оборотных и замкнутых систем технического водоснабжения с извлечением ценных металлов на основе перспективных методов очистки сточных вод. Поэтому, расширение исследований, направленных на разработку и промышленное освоение эффективных технологий счистки стсчггнх вод от растворенных токсичных металлов, в частности, соединений марганца, относящихся к вредным загрязнителям водных объектов и представлшогцих ценность, особенно, для металлургической промышленности, с применением метода ионной флотации представляет собой актуальную и Еажную задачу, решение которой позволяет предотвратить загрязнение источников водоснабжения и снизить потери производства.

' Цель и задачи работы. Работа направлена на разработку технологии глубокой очистки промышленных сточных вод от соединений марганца /катионов и анионов/ с применением принципов ионной флотации.

Достижение цели потребовало решения следующих задач: I/ исследования основных закономерностей извлечения соединений марганца из водных растворов с помощью поверхностно-активных веществ /11АВ/; 2/ рассмотрения вопросов доочистки сбросных растворов от избыточного количества собирателей;

3/ изучения состава и свойств осадков, образующихся в результате процессов извлечения марганца из водных сред.

Наутая новизна. Проведено систематическое исследование основных ^изгасо-хшнческих закономерностей извлечения соединений марганца из

водных растворов с применением ионогенных ПАВ и на их основе определены оптимальные условия очистки сточных вод от марганца: рН, расход ПАВ, природа и концентрация солевых добавок, температура. Изучена кинетика процессов, определена энергия активации. Исследованы основные закономерности взаимодействия в водных растворах соединений марганца /II/ и /УП/ с ионогенными ПАВ - суяьфонолом и АНП-2 соответственно при совместном их переходе в пенную фракцию и гидрофобный осадок.

Достоверность и обоснованность выводов и рекомендаций» Научные положения, а также выводы и -рекомендации теоретически обоснованы и подтверждены экспериментальны!,¡и исследованиями, выполненными на современном научном уровне, а также испытаниями, проведёнными в промышленных условиях.

Практическая значимость работы. На основании проведённых исследований предложены технологические параметры процессов очистки сточных вод от соединений марганца. Разработай, технологическая схема глубокой очистки сточных вод и кислых технологических растворов от марганца в условиях ферросплавного цеха Чусовского металлургического завода /ЧусМЗ/, согласно которой проведены испытания. Как показали испытания, разработанная технология позволяет использовать очищенные от марганца сточные воды в оборотной системе технического водоснабжения, извлечь марганец с- целью его утилизации, а также повысить качество и -стоимость выплавляемого феррованадия, что обеспечивает значительний эколого-экономический эффект,

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации доложены и обсуждены .на Всесоюзном совещании по химии, технологии и применению ванадиевых соединений /г.Чусовой,1987 г./, научно-технической конференции "Новые направления совершенствования технологии производстга цветных металлов на Урале"/г.Свердловск,1968 г./, научно-технической конференции Белорусского политехнического института /г. Минск, 1980 г./.

б

По результатам диссертации опубликовано 5 старой и тезисы 3 докладов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена ка '¡Лс страницах машинописного текста, содержит <¡¿2/ рисунков, /Л, таблиц и состоит из вводения, пяти глав, выводов, описка использованной литературы из /¿ущпменсЕшшй рабе? отечгственних и зарубенпзс ст>-^оров и двух прялодашШ,

ССДЕККАШЕ РАБОТЫ "

^ введшим кратко обоснована актуальность теш, определена сс-цоеныэ наушяга и практические результата работы.

-3 первой глазе приведён обзор литература, в которой проанализирована особенности токсикологии и химия марганца^ сообщенп данные о янжчзских формах нахождения марганца з природних и стспг?;;: водах» Обобщены и проанализированы яжкературикэ данныо по способам счистки от марганца и его соединений еод природная источников и иарг.анецсо-дергсзцих промстоков. Показано, что-наиболее перспективным способом изв-тсчр:п1Я марганца, особенно в тех случаях, когда он находится в растворах в еидо катионов или анионов, является ионная флотация, которая ыонет быть использована как самостоятельный метод извлечения соединений марганца,, так и в дополнение к реагентнш /чаще всего - обработкой марганецсодершцих растворов перманганатом калия/, обьгано не обеспечивающим необходимую глубину очистки сточных вод. Однако, отсутствие систематических исследований по этому вопросу, а также ПАВ, селективно извлекающих ионы марганца из водных сред, требуют расширения исследований - по нахождению оптимальных условий извлечения ионов марганца с применением поверхностно-активных веществ с целью разработки эффективных технологий очистки сточных вод. Исходя из этого, были сформулированы задачи исследования.

Во второй главе диссертации изложены результаты исследований по очистке водны* растворов от соединения марганца /II/ двумя методами:

- обработкой водных растворов перманганатом калия;

- переводом катионов Мп /II/ в пенну» фракцию методом ионной флотации.

Исследования проводили на растворах, имитирующих кислые сточные воды металлургических предприятий, в которых марганец находится, в основном, в виде соединений двухвалентного марганца, хорошо растворимых в воде. Контроль за'полнотой извлечения марганца и ПАВ из водных сред осуществляли по стандартным методикам.

При обработке водного раствора, содержащего Мп /II/ /100-500 мг/л/, перманганатом калия оба соединения выпадают в виде осадка диоксида марганца, отделяемого от раствора фильтрованием. Наибольшее снижение концентрации Мп /II/ наблюдалось при отношении Мп /II/ к Мп /УН/ как 1,0 к 0,7. Выделение общего количества марганца в этом случае происходит на 85,0-96,5?!! в зависимости от исходной концентрации Мп /II/ при значении рН.раствора от 0,0 до 1,5. Добавки электролитов /ЫаС1, М^СЬз, Ре Б0^/ практически не влияют на эффективность процесса за исключением сульфата железа, восстанавливающего анионные формы марганца /У11/ до катионных. Кинетика извлечения Мп /II/ окислением КМпО^ описывается кинетическим уравнением второго порядка:

- «¿С/а* = КС ; /и

которое после разделения переменных и интегрирования имеет вид:

1/С - 1/С0 = К± ; /2/

где: С-концентрация марганца, оставшаяся в растворе после проведения процесса, мг/л;

С0- исходная концентрация марганца, мг/я; К-константа скорости процесса, с""'". Л ; -время протекания процесса, с.

?

С увеличением кислотности среда константа скорости процесса К уменьшается, что связано с затруднением образования диоксида марганца з сильнокислой среде. При окислении Мл /II//IOO мг/л/ перианганатом калия /Мп /УП/= 80 мг/л/ при рН 0,5 и продолжительности процесса

в о

30 мин. энергия активации в температурном интервале 20-65 С равна 57,3 кДя/моль. Большое значение энергии активации, а таете рост константа скорости с увеличением температуры раствора Мп /II/ показывает на возможость повшения эффективности процесса очистки водных растворов от марганца за счет роста их температуры.

При флотационном выделении катионов Мп /II/ /10-15 мг/л/ из водных растворов на установке, показанной на рис. I, в качестве собирателя катионов использовали анионоакткшое' ПАВ - сульфонол /натрий алкилбензоясульфонаты на основе парафинов - CnHgn+jCgH4 S OgWa, где п=10-14, средняя молекулярная пасса = 348 г., осноеного вещества -45,6 %/,

Максимальная степень извлечения Мп /II/ наблюдается при рН> £¿0. Снижение извлечения Мц /II/ в сильнокислой области значений рН связано с конкуренцией ионов водорода с концентрируемыми катионами марганца. Увеличение ввделения Мп /II/ при рН> 8,0 происходит вследствие образования в растворе гидроксида марганца, флотируемого лучив ионов при данной концентрации ПАВ /рис,2/. Согласно литературным данным, взаимодействие анионоактивных ПАВ с микроколичествами катионов носит ионообменный характер, и данные экспериментов количественно могут быть описаны уравнением, являющемся следствием закона действутащх масс, связывающим прямо пропорционально коэффициент распределения извлекаемого вещества мезду пенной фракцией и водным раствором /Д/ с концентрацией конкурента:

= г /рн/ ; 1-1

В случае ионообменного характера взаимодействия Мп /II/ и суль^л«.-,-;:а графическая зависимость h Д - </' /рН/ внратается прямой лише?.

в

Bio Л. Лабораторная флотационная уотеновка:

1 - компрессор

2 - ресивер

3 - оосуд для очистки воздуха от пыли

4 - ротаметр

5 - явдкоотный манометр

6 - фильтр Шотта для диспергирования поступающего

воздуха

7 - пробоотборник

S - ®руба - реактор 9 - сосуд дяя пенного продукта

с -тангенсом угла наклона, равный отношению зарядов обменивающихся ионов, т.е. двум. В нашем случае угловой коэффициент равен 2,08, т.е. взаимодействие происходит согласно реакции: /рис.3/

Мп504 + 2ЯМ а = Мп&2 + На2$04 ; /4/

где чергз Я обоЕначен углеводородный радикал [спН2п+1®б^4 ^ ®з]* С росто-л концентрации ПАЗ наблюдается повышение степеш! извлечения Мп /П/ из раствора /рН 3,0/ практически до 100#. Исследования пока-

и

сали, что состав извлекаемого фпотокомгсгекса в изученном интервал-:; кстгцентрацкй ПАВ /50-200 иг/л/ примерно одинаков и близок к стехио-иетрячеыкяу. Извлечение Мп /12/ в пену происходит в виде соли, гозе-р^зй прпблизигелышй состав /С^^^Н^ Б 0д/2 Мп. Солевые добавки /МаС1 ,Ре с о4, А1 /«С3/3 в концевтрацшя от 1-Ю"4 до 3-Ю"3 коль/л/ оыг&вэаж отрицательное, возрастающее с увелгяениец гарда катиона, влшяке на процесс флотационного выделения Мп /II/ за спё? когкурирузцего действия катионов добавляемых солс-Л. Обмен мззду ка-•гдонаш 1зргып;а и хатионаш посторонних электролитов происходит в сжвивалекздшх количествах. Кякетика флотации Нп /II/ я пену описывается ураьнснием, аналоппшш уравнения химической реакции первого порядка:

Ъь 0/со = - К-г ; /5/

где: С-концентрация марганца, оставшаяся в растворе после процесса флотации, нг/л;

С0-максимальное кол!гчество марганца, которое может перейти из раствора в пену, иг/л;

К-константа скорости процесса, с"*; ■Ь - время флотации, с. Лимитирующей стадией флотационного извлечения Ип являются диффузионные процессы на границе раздела цаз раствор-воздух. Наличие в раст-т>о^<з посторонних ионов, окашвавцях конкурентное влияние на яэадоо~ де,";тлже Мп /II/ с, сульфонолои, сказывается па скорости Фвоташм Кп.

Рис.2. Зависимость степени извлечения марганца /II/ /11,7 мг/л/

Рис.3.

Зависимость коэффициента распределения /Д/ марганца /II/ /11,7 мг/л/ между пеной /Сщв= 150 мг/л/ и раствором от рН.

Доочистку водных растворов от избытка сулырснола после проведения основного процесса искной флотации Мл /II/ осуществляли методом новообразования на установке, изображенной на рисЛ. Выбор дан- . ного катода предопределили хорошие пенообразувщие свойства ПАЗ и стабильность пены. Как показали исследования, пэнообразующая способность растворов сульфонода слабо изменяется в широкой интервале рН, что ыйго-т быть объяснено тассоЕП.! содержанием /более 20;о / з состава ПАВ неорганических добавок^ С увеличением исходной концентрации ЩВ наблюдается возрастание степени его извлечения, что происходит вследствие ноьипегам устойчивости пены. Наличие в очищаемых от сульфонала растворах электролитов / Л'аОХ, СаСГ^ , А1 /А'Од/д / в концентрациях до 0,1 моль/л увеличивает степень извлечешь ПАВ /тег; более существеннее; чем вше валентность катионов/ б среднем на 10--1Е5?', что объясняется высаливающим действием электролита, 3$фвктив-нооть процесса при этом составляет 93-100;^. Дальнейшее уволичение концентрации электролитов обуславливает сдвиг критической концентра-цш шщеллообразозания /ШЛ/ в сторону меньших концентраций ПАВ и образованию в растворе шцелл, обладающих небольшой поверхностной активностью, в результате чего степень извлечения сульфанола падает,- -Для обработки опытных данных по извлечению ПАВ з пену флотацией в ий---зисаиоста от времени процесса использовали уравнение реакции пераоро,; порядка /5/. Изучено изменение скорости процесса перехода сульфсгю-" ла в пенный слой в зависимости от рН раствора, концентрации электролитов. Различие з скорости процесса объясняется изменением фнзичэс-' йй свойств пеня.

Пззультатн исследований, приведённые в дашой главе, позволили• определить технологические параметры процессов очистки стошлк вод от соединения марганца /II/ и использованы при разработке, техно «тип,

В третьей главе работа описшаются результаты исследования по очистке иоднья растворов от соединешгя Мп /У11/ /анионоз МпО^"У путём перевода его в нерастворимый гкиросгейша осадок с и'люльосшмл»л*;

Г2

в качестве осадителя анионов марганца катионоактивного ПАВ - АНП-2 /CjjH2n+j N HgHGI -■ гидрохлорид алифатического амина, где п=13-17, ср. молек. насса-263,5 г., основного вещества - ТОSä, КЕИ = 0.005Й /масс.//. В данном случае основной принцип ионной Флотации реализован без использования специальной флотационной аппаратуры и продувания диспергированного воздуха через очищаемые растворы. Образующийся осадок отделялся от раствора фильтрованием. Данные исследования могут быть полезны в случае превращения катионов марганца в водном растворе в анионные формы в присутствии других примесей /например, очень сильных окислителей/ или других причин.

Установлено, что наиболее полное вьзделение соединения Мп /УII/ с применением АНП-2 происходит в интервале pH от 1,5 до 9,0 при исхрдной концентрации Мп 90-490 мг/л. Имея четкое представление о химическом поведении Г.'п /УН/ и АНП-2 в водном растворе, определяемом реакцией среда, было предположено, что взаимодействие Мл /УН/ с АНП-2 происходит по реакции ионного обмена с образованием гидрофобного соединения Мп~ПАВ:

• КМп04 + RCI = RMn04{ + KCl ; /6/

а также согласно окислительно-восстановительной реакции с образованием осадк" диоксида марганца:

2КМп04 + Н20 + 3RCT = 2МП02{ + 2К0Н + 3£0СГ ; /7/

в которых через R. обозначен органический радикал [b'^Hgn+I NH^-Hj . Образующееся• в результате реакции /7/ ПАВ - R0CI сорбируется !.!п0;;, придавая ему гидрофобные свойства. Наличие в растворе хлорид- и гипохлорит-ионов /реакции /6/, /7/7 в случае 100',i-оУ очистки растворов от Мп подтверждено качественной реакцией. Сни-eime извлечения Мп /УП/ при pH < 1,5 и рН> 9,0 связано с переходом Мп. /УН/ в другие химические торны, уменьшением степени диссоциагии ЛНП-2, конкурентным взаимодействием ПАВ с кислотой или щелочью и др.

т ^ ¿о

Адекватность излагаемых представлений взаимодействия соединения Мп /УП/ и АНП-i; реальному прогрессу доказана количественной информацией о расходе ПАВ. Оптимальный расход ПАВ составляет 1,1-1,4 моля на моль маргагаа /таблица I/.

Таблица I

Извлечение Мл и АНП-2 в осадок

Начальная концентрация, моль/л рН Степень извлечения,, % Расход АНП-2, моль/моль'

Мп ПАВ Мп ПАВ

1,64 2,85 ■ 6,2 99 ТО 1,3

8,60 12,20 6,2 100 та 1,0

В кислой среде /рН 1,5/ для максимального извлечения Мп требуется расход, превышающие стехиометрическиГ-, что связано с конкурентным влиятшем кислоты. При расходе ПАВ, меньшем оптимального,.не весь Мп переходит из раствора в осадок, а при большее - падешге извлечения Мп в нейтрально:"1 среде обусловлено умень.ч-лшем степени диссоциации АНП-2, а в кислой - переходом ПАВ в м:щеллярную Форму с образованием в растворе комплексов типа двойной соли. Присутствие электролитов /А/aCI, KCI, M(j С:2, F о S Од/ в кислой среде /рН 2,0/ ке оказывает негативного влияния на эффективность очистки рас-воров от Мп /УН/ за исключением сульяата железа. Кинетика соосатдения Мп /УН/ с АНП-2 подчзшяется кинетическому уравнению второго порйдка /I/. В случае ипв.т' 'гения Мп /490 мг/л/ при рН 1,5 получается ступенчатая кинети-чегс:::!Р зависимость, что объясняется особенностями перехода Мп /У1Т/ , в У.я'-:.; в кисло" среде рН. Дпзггируюцер стадией процесса выделения " соединения Мп /УН/ с АНП-2 являетя образование в растворе осадка

О О

Г.'пОq /рис.4/. Увеличение тс;ш-эратури растворов от 20 до 65 С в большинстве случаев приводит к попшенил степени очистки их от Мп за счёт увеличения Ш.? АНП-2. Для процесса соосатдения Мп /90 мг/л/ ПАВ /-'СО мг/л/ при рН 4,0 при времени контакта = 30 мин. энергия

go foe t, мин.

í»a so oo t. мин.

f))

//) ~3 -/

jxrfO ur-ß &Ш!сииосгь csonemt изьлзчешш карганца /490 кг/.

' ' ' ооосшздшши АНЛ-П /KiOO т</я/ or времени:

ВЦ

а/ S^-jii) ; tí/ '¡с *j(t) ; î - pH 1,5; 2 ~ pH 4,0; S - pH 8,0 .

о о

актигации я штервале тешерзтур 20-65 С составляет 49,60 кДдЛ/олъ. Еысскоэ значение энергии активации свидетельствует о быстром росте скорости реакций с повшекйем температуры. Остаточную концентрацию АНП-2 в растворе после проведения процесса соосавдетю марганца можно снизить последующей обработкой эодного раствора,

3 четвертой главе проведено исследование состава и свойств осадков, образующихся в результате взаимодействия соединения Мп /II/ с НМпО^, а тагос соединения Мп /У11/ с гидрохлоридом алифатического амина /реагентом АНП-2/, с целью их утилизации. Изучение осадков /рентгенография, ИК-спектроскоггия, термогравиметрия/ свидетельствует в пользу химического взаимодействия lin /II/ с НМпО^ и Мп /УН/ с АНП-2. После получения марганецсодержащих осадков путём обработки сточных вод ферросплавного производства ЧусМЗ КМпО^ их проплавили и определили в них^ содержаниз Мп и основных примесей. Осадки содержали 85,0-88,4*4 Un и 4,2-7,3' V . Данные осадки могут быть использованы для шплавкн марганецсодеркшцнх ферросплавов.

В пятой глава диссертационной работы на основании проведённых исследований разработана технологическая схема глубокой очистки сточных вод ферросплавного цеха ЧусМЗ от соединения Мп /II/. Кроме марганца, сточзгые воды, образующиеся при получении технического пятиоксида ванадия из шлаков металлургического производства гидрометаллургическим методом, содержат соединения ванадия^ хрома, железа, '¡ссфора, кальция, алюминия, магния, титана и т.д.; общее содерклндо 2,0-2,5 г/л. Предлагаемая технология /рис.5/ предусматривает такте извлечение Мп /II/ из кислых технологических растворов перед их поступлением на осалдение технического пятиоксида ванадия с целью получения низкомарганцовистого высококачественного греррозанадил.

Выделение îîii /II/ осуществляется путём окисления его до четырехвалентного состояния перманганатом калия в отношении Мп /II/ к Мп /УлТ/ как 1,0 к 0,7 в течешге 2-5 минут. Отделение образую-

> ..л

1

1 * г

1 **

V 5* !

J

Рис ,5 .Технологическая схема извлйчвня.я марганца кз кислых растворов и сточных вод

22

_Г

т

Ш

ю /2

1-с5орник-реактор; ¿-создатель;

3-ргзнтор-фдотатор;

4-бавабанный вакуумчрильтр;

5-сборник-смеситель; с

7~ра:-ходо;.'ер-дозатор; З-^эрник-дозатор; &-£.юлай раствор;

Ю-окисгитзль КМг^Ц ; 11-еоде; 1?~оуяьеглнол:;

13-воздул;

14-подача соды;

15-пар?

16-е0дг!ые раствора; 17 -ма р г а н от ..с о д е рэаая В осадок к® сугзгу л пг9ису;

ХВ-ЕэнадиЗсодаргатяй осадок на

сугг.у и плпып-; 19-г.кслый фильтра? на гидролиз; -5?0-с точные вода ка очке тку от Мд; 21-зто^гагв воды т нейтрализация; 22.-0код пэны;

23-маргаяоцсоД9р2Еа^*й осадок на " обеэикаьан.ги, сушу и плаяку;

цегося осадка МпОр из кислых /рН 0,85-1,0/ технологических растворов происходит фильтрованием, а из сточных /сливных/ вод /рН 1,9-2,2/ - основного колггчества Мп, перешедшего в осадок, - фильтрованием, а остаточного - флотацией /зремл флотации - 15-20 минут/ с применением в качестве собирателя катионов Мп /II/ - сульфонола /200-250 ыг/л/. Избыток ПАВ из сточных вод удаляется пенообразо-ванием, а пенный продукт, содержащий Мп, подвергается пеногаяению механическим способом, после чего перерабатывается с целью получения товарной продукции и регенерации ПАВ. Очищенные сточные воды поступают на нейтрализацию известковым молоком, отстаивание и далее направляются в оборотную систему технического водоснабжения. Марга-нецсодержащий осадок, образующийся при очистке кислы?' технологических растворов и сточных вод, сушится и отправляется на плавку.

Испытания, проведё1|Кые в ферросплавном цехе ЧусМЗ согласно предлагаемой технологии на реальных кислых технологических растворах и сточных водах, показали, что очистгл кислых растворов от общего количества Мл /при исходной'концентрации марганца /МпО/= 8,7 г/л/ происходит на 89-96 % , что приводит к сшисению содержания Мп в выплавляемом феррованадии,с 6 % до менее I %, повьпая тем самым его качество и стоимость. Очистка сточных вод от Мп /при исходной концентрации марганца Л!пО/ = 1,0 'г/л/ происходит на 98,5-99,5 и, что позволяет использовать сточные(воды для оборотного водоснабжения при получеши низкомарганцозистого, феррованадия. ■х^ективность очистки сточных вод от избытсшого количества сульфонола методом ценообразования составляет 98,9-99,7

Основные технико-экономические показатели разработанной технологии приведены в таблице 2.

Таблица 2

Основные технико-экономические показатели

¡¡?'. Наименование показателя

Е^цгаглца измерения Количество

1. Годовой объём сточных вод

2. Годовой объём кислых раствороЕ, подлежащих очистке от Vin

3. Производительность очистных сооружений

4. Капитальные вложения

5. Затраты на реагенты

о

6. Себестоимость очистки I м сточных вод

7. Ожидаемый экономический эффект

м3/год

ы3/год

м3/час РУ<5

руб/год

руб/ы3 руб/год

314928

2610

35 775500 622600

4,43 681700

Некоторые показатели экономической эффективности затрат экологического назначения представлены в таблице 3.

Таблица 3

Экономическая эффективность затрат экологического назначения

№ Наименование показателя

Единица измерения Количество

1. Первичный ¡эффект водоохранных мероприятий

2. Полный экономический эффект /предотвращаемый ущерб/

3.- Чистый экономический эффект по предотвращению загрязнения водоёма, в там числе

Мп

4. Общая экономическая эффективность затрат водоохранного назначения

о

млн.м /год мин, руб

млн. руб

II

РУб/руб затрат

3347

1,13

0,51 0,28

1,Е7

ВЫВОДЫ

1. Исследованы основные закономерности извлечения соединений марганца /катионов и анионов/ из водных растворов путём перевода их в пенную фракцию или малсрастворимнй осадок с применением ионо-гешшх ПАВ - сульфонола и АЯП-2, а также КМп04. Проведены кинети-чес1ше исследования данных процессов, определена энергия активации.

2. Определены оптимальные условия наделения соединений марганца из водных сред,- при которых степень очистки сточных вод составляет практически 100 ■

3. Изучено взаимодействие малых- количеств соединения Мп /II/ с анионным ПАВ-Сульфонолом в водном растворе методом ионной флотации, а также соединения Мп /УП/ с катионным реагентом АНП-2 при совместном их переходе, в налорастворзшую гидрофобную фракцию.

4. Изучена доочистка водных растворов от избыточного количества сульфонола методом ценообразования. Установлено, что применение данного метода позволяет достаточно эффективно /на 96-10054/ в оптимальных условиях ведения процесса очищать промьпленные сточные воды.

.5. Исследование состава и свойств млрганецсодлржадрк осадков, образующихся в процессах очистки сточных вод от марганца, свидетельствует о возможности их использования для вшлавки марганец-содегкедк ферросплавов и других нужд народного хозяйства.

6. На основании проведённых исследований предложены техноло- , гические параметры процессов очистки сточнж вод cv соединений гаогг'ща. ГЪзработана технологическая схема глубокой очистки сточных иод и кислых технологических растворов ст марганца в условиях ферросплавного производства Чусовского металлургического завода.

7. Согласно предложенной технологии прове,цега испытания в прокгпдённых условиях ЧусМЗ, которые показа.®! высокую эффективность

очистки сточдых вод и кислых технологически: растворов от марганца с возможностью его утилизации, использования очи¡ценных сточных вод в оборотной система техшгаеокого водоснабжения, а такяа. повышения качества и еяевноота вкгааашшого феррованадия^ ' что обеспечивает шачиташшЗ эколого-оксишгаесхжа вйфекг.

Материала диссертации 'сдублирована б следующих работах:

1. Березик В.Г., Евтвхова О,В», Иванова Г.И., Касимов A.M. йзделыюе выделение соединений марганца и г.ипад:ш из кислых технологических растворов //Тез. докл. У Бсзооззн, совещ. по химии, технологии и цриизненя» ванадиевых соединадй - Свердловск, IS87. С. 97. ;

2. Езрэзюк В.Г., Евтюхова С,В,, Дубровыга О.В., Иванова Г.И., Ушакова Л,И. Очистка сточных вод os ионов металлов с применением ПАВ //Ношз направления совершенствования технологи! производства цветных «зталжов на Урала: Тез. дохи, науч.-техн, конф. - Свердлове^: УШ, IS88. С.82.

'3. Иванова Г.И., Евтюхога О.Ва, Березвк.В.Г. Выделение из .водны;: растворов соединений, марганца методом соосаждения //Тез . донл, науч.-техн, конф. - Минск, 1988.

4. Иванова Г.И, Евделение соединений марганца /II/ из вода //Уральский политехи, ин-т. Свердловск, 1969. Деп. ОНИИТНШ, 1989, № 263-хп 89. '

5. Иванова Г.И, Извлечение сульфонола из водных растворов //Уральский политехи, ин-т. Свердловск, 1989. Деп. ОНИИТЭХИМ, 1989, Ш 449-хп 89.

6. Иванова Г.И», Цуртов А.й. Взаимодействие соединения мав-ганца /УН/ с натионным ПАВ в водных растворах //Химия и технология воды. 1990. Т. 12, » 6. С. 522-523.

7. Иванова Г,П», -Цуртов А.И.» Костил JI.II. Kferaemst соосазде-иж ссадтшт Мслганца /УII/ тааисшш ПАВ в водках растворах

//Химия и технология вода. 1991. Т.13, Р 6. С. 509-510.

8. Иванова Г.И.; Цуртов А.И., Костин Л.П. Изучение взаимодействия малых количеств соединения марганца /II/ с анионным ПАВ в водном растворе методом ионной флотации //Химия и технология воды. 1991. Т. 13, Р 7 , С. 646-647.

Фъ