Утилизация железосодержащих отходов для получения магнитных жидкостей

Калаева, Сахиба Зияддин кзы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Утилизация железосодержащих отходов для получения магнитных жидкостей
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Утилизация железосодержащих отходов для получения магнитных жидкостей"

На правах рукописи

КАЛАЕВА Сахиба Зияддин кзы

УТИЛИЗАЦИЯ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

03.00.16.- «Экология»

Автореферат ' диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Иваново - 2003 г.

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ярославский государственный технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Макаров Владимир Михайлович

Официальные оппоненты

доктор химических наук, старший

научный сотрудник

Лилии Сергей Анатольевич

кандидат технических наук Квасков Владимир Викторович

Ведущая организация

ОАО «Гипродвигатель», г. Ярославль

Защита состоится «27» октября 2003 г. в «10» часов на заседании диссертационного совета Д. 212.063.03 в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ивановский государственный химико-технологический университет» по адресу: 153460, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «ИГХТУ». Автореферат разослан «<25*» сентября 2003 г.

Учёный секретарь -р! _ _

диссертационного совета «Е-ЧнА» Базаров Ю.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие мирового общественного производства идёт всё ускоряющимися темпами. Размеры ущерба, наносимого окружающей среде, увеличивается при этом так, что их уже невозможно, как раньше, преодолеть естественным путем, без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы производственной деятельности человека.

Наиболее радикальным решением проблемы загрязнения окружающей среды является создание реутилизационных технологий, позволяющих осуществить комплексную переработку природного сырья.

В настоящее время во многих отраслях промышленности образуются отходы, которые являются токсичными и содержат в своём составе значительное количество ценных компонентов. Одними из наиболее опасных отходов промышленности являются отходы после очистки сточных вод гальванических производств - гальваношламы (ГШ), а также отходы после очистки дымовых газов на металлургических заводах. Эти отходы относятся ко второму- третьему классу опасности, поэтому, накапливаясь в больших количествах в отвалах, они становятся источниками загрязнения окружающей среды. Вместе с тем гальваношламы и отходы металлургических заводов не только загрязняют окружающую среду, но и уносят с собой безвозвратно большое количество ценных компонентов и сырья, в которых испытывают потребность многие отрасли народного хозяйства.

Повышенное содержание соединений железа в гальваношламах некоторых предприятий и отходах металлургического производства, позволяет использовать их в качестве источника трёхвалентного железа для получения магнитных жидкостей (МЖ), которые с практической точки зрения представляют большой интерес в машиностроении, технологических процессах, полиграфической технике, измерительных устройствах, медицине, для очистки сточных вод от нефтепродуктов и в других отраслях.

Применяемое в настоящее время сырьё для получения магнитных жидкостей является дорогостоящим. Поэтому применение более дешёвых источников сырья и одновременная переработка отходов - это одно из решений проблемы ресурсосбережения.

Разработка технологии утилизации железосодержащих отходов (ЖСО) в магнитные жидкости является актуальной, т.к. позволяет не только снизить антропогенную нагрузку на окружающую природную среду, но и способствовать ресурсосбережению. Кроме того, отходы, образующиеся при реализации такой технологии, также могут быть утилизированы, что делает разработанный процесс экологически безопасным.

Работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы «Возрождение Волги», территориальной подпрограммы «Оздоровление экологической обстановки в Ярославской области до 2010» № 3-23 от 05.05.97 г., Ярославской областной целевой программы «План действий по решению проблемы отходов производства и потребления на 2001-2003 годы и на период до 2005 года» № 209 от 9.04.01.

Цель работы - утилизация токсичных железосодержащих отходов, оказывающие вредное воздействие на окружающую среду и организм человека и разработка технологии получения дешевых магнитных жидкостей с магнитной фазой, полученной на основе керосина в качестве жидкости-носителя.

Задачи исследования.

1. Исследовать железосодержащие отходы (ЖСО) - источники Ие (П) и Ре (III) и разработать технологию их подготовки для использования в качестве сырья для изготовления магнитных жидкостей.

2. Исследовать влияние технологических параметров изготовления магнитных жидкостей

на их свойства.

3. Исследовать свойства полученных магнитных жидкостей из различных источников железосодержащих отходов.

4. Разработать экологобезопасную технологию получения магнитных жидкостей на основе керосина со свойствами, отвечающими избранному направлению применения (для очистки поверхностных вод от нефтепродуктов).

5. Провести испытания полученных магнитных жидкостей.

6. Разработать эколого-экономическое обоснование технологии.

Научна« новизна.

- Впервые показана возможность улучшения магнитных свойств магнитной жидкости за счет активации магнетита в переменном магнитном попе.

- Установлена возможность улучшения качества магнитной жидкости за счет изменения порядка введения ПАВ и жидкости-носителя.

- Впервые изучено влияние остаточного содержания воды на стабильность и намагниченность насыщения магнитной жидкости.

- Впервые показана зависимость свойств магнитной жидкости от времени хранения отхода - сульфата железа.

Практическая ценность. Показана возможность утилизации галь ваношлам ов, образующихся при алектрокоагуляционной очистке сточных вод гальванических производств, а также отходов металлургического производства, производства титановых белил, травильного раствора в качестве основы для получения магнетита МЖ.

- На основании исследования составов железосодержащих гальваношламов и отходов металлургического производства получены дешевые стабильные магнитные жидкости на основе керосина в качестве жидкости-носителя.

- Установлена возможность использования в качестве источника трехвалентного железа для получения магнитной феррофазы солянокислого раствора осадка-отхода очистки сточных вод гальванических цехов.

- Определена эффективность действия магнитных жидкостей, полученных из железосодержащего отхода производства, для сепарирования твердых материалов по плотности, изготовления невытекающей смазки для подшипников, очистки воды от нефтепродуктов.

- На способы получения магнитной жидкости выданы два патента РФ. Достоверность научных положений, выводов н рекомендаций подтверждается:

- корректной постановкой задач исследований, обоснованным использованием классических методов аналитической химии и физических методов; достаточным рбьемом лабораторных экспериментов; результатами производственных испытаний.

Апробация результатов работы. Основные результаты работы докладывались на Международной (10-я Юбилейная Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям, 9-12 сентября 2002 г., г.Плесс), российской (1-ая Российская научно-практическая конференция «Физ.-хим. Проблемы создания новых технологий в агропром. комплексе», июнь, 2001г., г. Ставрополь) и региональных (Вторая региональная научно-техническая конференция студентов, молодых ученых, аспирантов и докторантов «Проблема региональной экологии», май, 2001г., г. Ярославль) конференциях Публикации. По результатам работы опубликовано 12 работ, в том числе, 2 патента. Объем диссертации. Диссертация изложена на 175 страницах, содержит 22 таблицы, 43 рисунка и состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы, включающего 114 наименований, и приложений.

СОДЕРЖЕНИЕ РАБОТЫ. Во введении обоснована актуальность исследования, цель, задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе диссертационной работы дан анализ работ по исследованию состава, структуры, способов получения и применения магнитных жидкостей из чистых компонентов. .Рассмотрены различные способы утилизации железосодержащих отходов производства. . .

Вторая глава посвящена описанию объектов исследования, которыми явились наиболее типичные гальваношламы, образующиеся на предприятиях г. Ярославля в результате очистки сточных вод электрокоагуляционным методом, отход металлургического производства (пыль с электрофильтров), отход производства титановых белил, травильный раствор. Физико-химические свойства железосодержащих отходов оценивались по широко известным методикам. Структура гальваношламов исследовалась методами рентгенографии, термографии и Мвссбауэровской ^ спектроскопии. Исследование магнитных свойств полученных магнитных жидкостей

было проведено на вибрационном магнитометре. Исследование морфологии порошка магнетита проводились по изображениям, полученным на микроскопе. Изображения ( вводились в компьютер путем сканирования негативов, которые получали путем

^ фотографирования исследуемых порошков с помощью микроскопа марки МБИ-6 в

режиме просвечивания. Антикоррозионное действие пигмента (отхода получения МЖ) изучалось ускоренным потенциодинамическим методом- регистрацией кривых анодной и катодной поляризации стального электрода в водных вытяжках пигментов в присутствии раствора КаС1. Третья глава включает:

3.1. Исследование структуры гальваношламов, образующихся при электрокоагуляционной очистке сточных вод и железосодержащих отходов.

Исследованы составы травильного раствора (1), сульфата железа - отхода производства титановых белил (2), гальваношлама Ярославского моторного завода (ЯМЗ) (3), ГШ Ярославского завода «Резинотехника» (4), ГШ АОС «Вымпел» г. Рыбинск (5), ГШ Ярославского судостроительного завода (ЯСЗ) (6), отхода Череповецкого металлургического завода (7), - которые приведены в таблице 1.

Как видно, ГШ после очистки сточных вод электрокоагуляционным методом содержат, в основном, гидроксиды железа (Ш) с примесью гидроксидов цинка, хрома, меди и никеля. Травильный раствор, отход производства титановых белил содержат, в основном, ионы железа (II), а отход Череповецкого металлургического завода -преимущественно, оксид железа (Ш).

Эти отходы являются одним из основных источников поступления тяжелых металлов (ТМ) в окружающую среду. ТМ оказывают вредное воздействие на окружающую среду и на организм человека. Они являются мощными стимуляторами и возбудителями раковых и сердечно-сосудистых заболеваний. ТМ имеют тенденцию к накапливанию в пищевых цепочках, что усиливает их опасность для человека. Загрязнение биосферы тяжелыми металлами может нарушить естественно сложившиеся биоценозы. Попадание ионов тяжелых металлов в почву вызывает неблагоприятные последствия. Они накапливаются в I верхних гумусовых горизонтах и медленно удаляются при выщелачивании, потреблении

растениями, эрозии и дефляции. Период полуудаления составляет продолжительное время: для гп от 70 до 510 лет, для Сс1 - от 13 до 110, для Си - от 310 до 1500, для РЬ -от 740 до 5900 лет.

( Исходя из данных табл.1 можно предположить, что эти отходы могут быть

использованы в качестве источника двух- и трехвалентного железа при синтезе магнитной жидкости (МЖ), после соответствующей переработки. Для определения возможности эффективного использования железосодержащего отхода для получения магнетита МЖ необходимо знать его структуру, влияние на ее формирование технологических параметров процесса очистки воды.и введения модификаторов в процессе переработки. Из результатов обсчета рентгенограмм (см. таблицу 2) можно заключить, что все ГШ имеют мелкокристаллическую структуру с размерами кристаллов от 50 А до 120 А, причем кристаллы гидроксидов значительно меньше, чем оксидов, которые также присутствуют в образовавшемся ГШ. Таким образом, видно, что размер первичных частиц гидроксидов ГШ соизмерим с размерами частиц магнетита в МЖ. Микроскопическим (оптическим) методом с увеличением в 77 раз был проведен дисперсионный анализ образца с минимальным (0,6 %) и максимальным (4,0%) содержанием Сг ^(образцы 1 и 2). Для получения статически удовлетворительной

картины было проведено измерение диаметров около 400 частиц по каждому образцу. Оптические микрофотографии образцов оксида железа, модифицированных хромом, показали, что первичные частицы у- оксида железа агрегированы в блоки с развитой поверхностью и сложной структурой; поэтому измерялись диаметры агрегатов. Таблица 1. Физико - химические свойства железосодержащих отходов производства,

используемых в работе.

Наименование показателей Характеристики показателей

1 2 3 4 5 6 7

рН водной фазы 1,1 4,5 8,1 7,2 8,3 8,0 7,8

Влажность отхода,*/« 0,2 8,2 12,4 81,5 70,0 80,3 53,4

Потери при прокаливании 600°С,% - 69,2 22,6±2,0 23,7 ±2,5 18,7 ±1,9 19,0±2,1 3,3±0,5

Массовая доля растворенных в воде веществ, % 5-10 99.1 1,7 ±0,3 2,2±0,2 1,6 ±0,2 1,0 ±0,2 4,2 ±0,3

Массовая доля нерастворенных в НС1 веществ, % - - 6,0 ±0,8 11,3 ±1,5 1,80 ±0,24 4,03 ±0,29 22,4 ±4,6

Массовая доля соединений железа в пересчете на ГеаОз, % 0,015±0,005 1,6 ±1,0 29,0 ±3,7 39,8 ±5,1 51,7 ±5,6 55,7 ±5,8 57,3 ±6,0

т¥еО, % в сухом остатке 98,07 ±1,02 22,3 ± 4,5 - - - - -

Никель (№2*),% 0,02±0,005 0,40 ±0,18 0,15 ±0,10 0,41 ±0,28 следы

Медь (Си1*), •/. 0,06 ±0,03 0,52 ±0,12 0,33 ±0,09 0,10+0,06 _

Хром 0,01+0,002 - 4,9 ±3,1 3,0 ±1,8 1,84 ±0,87 2,9 ±1,2 -

(Сг, общ), %

Цинк - - 13,5 ±1,1 7,3 ±1,4 3,90 ±0,95 2,60 ±0,74 6,30

Рп2*), % '

Кальций (Ся3*), % _ 0,09 ±0,05 7,8 ±0,8 2,90 ±0,35 _ _

Марганец (МтО, % 0,4 ±0,2 0,10 ±0,06 _ _

Цвет отхода голубой голубой коричн. коричн коричн. коричн коричн

Данные табл. 2 показывают, что исследуемый гальваношлам представляет собой, в основном, у-РеООЯ, являющийся ценным сырьем как носитель магнитно-мягких свойств и может быть использован к качестве одной из компонентов получения магнетита, в том числе и для синтеза магнитных жидкостей.

3.2. Изучение влияния добавки катионов тяжелых металлов на магнитные свойства магнетита. В ходе эксперимента на модельных системах было изучено влияние катионов тяжелых металлов, наиболее часто присутствующих в электрокоагуляционных ГШ на свойства магнетита. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 2. Результаты рентгеноструктурного

анализа образцов.

Образец № 1 Образец № 2 Образец №3

а*(А) I* Фазовый состав, С/.), размер частиц (А) ¿*(А) I* Фазовый состав, СЛ), размер частиц (А) а*(А) I* Фазовый состав, ("/•), размер частиц (А)

4,19 10 4,20 10 а- 3,71 8 Г-РедО,.

2,69 8 о- 2,69 7 РеООН, 2,95 10 80,

2,46 2 РеООН, 2,47 3 следы 2,52 8 90-120

2,26 2 20, 2.09 9

2,193 4 100 6,32 3,30 7 10 1,696 1,606 8 9

2.95 2,47 10 Т-РеООН, 1,475 8

2,51 2,37 2 95.

2,095 1,933 7 60 2,70 10

1,61 следы 1,85 1 2,52 8

1,731 2 2,21 4 о-РегО).

3.28 10 1,521 3 2,09 2 20.

2,46 10 1,84 4 120

2,37 2 1,475 2

1,934 5 у-РеООН, 1,454 2

1,849 1 80,

1,725 4 80-100 5,00

1.565 2 4,20

1,525 2 2,70 2,56 2,31 а- РеООН, следы

Примечание ё*- межплоскостные расстояния, I*- относительные интенсивности дифракционных отражений

Таблица 3. Характеристика магнетита на модельных системах

№ п/п Массовые доли примесей, % Удельная намагниченность насыщения о„ Гс*см3/г Намагниченность насыщения 1«, кА/м

Сг2Оз СиО гю

1 2 - - 61,0 244,0

2 5 - - 64,5 258,0

3 8 - - 52,7 210,8

4 . - 2 60,2 240,8

5 - - 5 51,0 204,0

6 - - 8 42,6 170,4

7 - 0,1 - 50,0 200,0

8 - 0,2 - 60,0 240,0

9 - 0,5 - 62,5 250,0

10 2 0,2 2 43,6 174,4

11 - - - 61,7 246,8

Видно, что только значительное количество оксида цинка в ГШ несколько снижает магнитные характеристики, но не исключает возможность использования данных ЖСО для синтеза магнитной жидкости. 3.3. Синтез магнитной жидкости.

При синтезе МЖ в качестве Ре (III) и Ре (II) использовались вышеописанные железосодержащие отходы производства. Процесс проходит следующие стадии: 1. Растворение железосодержащего отхода в соляной кислоте

РегОз + 6НС1 -> 2РеС13 + ЗН20;

2. Смешение солей двух- и трехвалентного железа с последующим осаждением магнетита

перемсш

Ре804 + гИеСЬ + 8Ш4ОН-> Ре304 + 6МН4С1 + (N^>£04 + 4Н20;

коллоидные частицы магнетит«

Ре804 является отходом производства титановых белил. ЫН4С1 и (N114)2804 -направляются на очистные сооружения и дальнейшую утилизацию.

3. Введение ПАВ - олеиновой кислоты

Ре,04 + (СН3(СН2)7СН-СН(СН2)7СООН)—1—>(Ре304)*[СНз(СН2)7СН= «

Олеиновая хислоп

СН (СН2 )7 СООН];

4. Добавление жидкости-носителя - керосина и разделение фаз.

95 "С V

(Рез04)*[СНэ(СН2)7СН= СН (СН2 )7 СООН]+ керосин->МЖ + Н20; I

5. Отделение выпариванием воды, которая направляется на очистку. После охлаждения МЖ измерялись ее магнитные характеристики (табл. 4).

Таблица 4. Характеристики магнитных жидкостей.

Параметры магнитной жидкости МЖ-1 МЖ-2 МЖ-3 МЖ-4 МЖ-5

Плотность р, кг/м3 960 972 957 944 950

Объемная доля магнетита, фз, % 3,60 3,82 3,54 3,2 3,38

Намагниченность насыщения 1и, кА/м 11,7 12,15 14,6 11,97 10,09

Стабильность, сутки 598 604 583 596 585

МЖ-1 — магнитная жидкость, полученная по патенту

Великобритании № 1439031 из чистых компонентов. МЖ-2 - магнитная жидкость из гальваношлама Рыбинского завода

«Вымпел»;

МЖ-3 — экспериментальные данные для магнитной жидкости из ' отхода металлургического производства ОАО «Северсталь»;

МЖ-4 - магнитная жидкость, полученная на основе гальваношлама Ярославского судостроительного завода.

МЖ-5 - данные патента Великобритании №1439031.

В качестве источника двухвалентного железа при синтезе МЖ 2-4 использован отход производства титановых белил (РеБО«).

Из табл.4 видно, что наилучшими магнитными свойствами (намагниченность насыщения) обладает МЖ-3, полученная из железосодержащего отхода металлургического завода, так как этот отход содержит в своем составе большее количество железа (см.табл.1), чем другие отходы. Полученные МЖ отличаются высокой стабильностью (эффектов расслоения не наблюдалось). Такая устойчивость может объясняться высокой монсщисперсностью магнитной фазы, поскольку именно отсутствие крупных частиц определяет агрегативную устойчивость магнитной жидкости. Это подтверждается определением размера частиц МЖ.

3.4. Получение и свойства МЖ с использованием травильного раствора.

В ходе работы были получены МЖ на основе керосина путем использования для получения высокодисперсной феррофазы (магнетита) травильного раствора как источника Ре2* и гальваношлама как источника Ре3*. Были получены МЖ с различным содержанием основного вещества в ГШ (табл.5): Обр.№1 -содержание Рег03 35 %;

Обр.№2 - содержание Ре2Оз 49,2 %; Обр.№3 - содержание Ре2Оз 29 %; Обр.№4 -приведен для сравнения по патенту Великобритании № 1439031.

Таблица 5. Показатели МЖ из травильного раствора.

Показатели № образца

1 2 3 4

Объемная доля магнетита, <р$, % 2,52 2,65 2,43 4,78

Плотность, кг/м1 .912 918 908 968

Намагниченность насыщения, кА/м 3,54 3,79 3,24 11,19

Стабильность, сутки 421 412 415 424

Получены МЖ с пониженной объемной долей магнетита. Как видно из таблицы, намагниченность насыщения полученных МЖ выше 3 кА/м. Однако эта величина позволяет использовать магнитные жидкости для целей очистки воды от нефтепродуктов, но при этом обеспечивается значительная стабильность. Устойчивость по сравнению с табл. 5 близкая.

3.5 Изучение технологических параметров получения МЖ.

На свойства получаемой магнитной жидкости большое влияние оказывают технологические параметры процесса получения магнетита. Поэтому представляло интерес изучить, какие из них будут способствовать получению магнитной жидкости с более приемлемыми свойствами (намагниченность насыщения - 20 кА/м) при использовании в качестве Ре(Ш) и Ре(П) для их синтеза железосодержащие отходы различного состава.

Значительное влияние на магнитные свойства оказывает концентрация трехвалентного железа в растворе солей для получения магнетита (рис.2). Из рис.2 видно, что

намагниченность насыщения является функцией концентрации железа (Ш), и содержание трехвалентного железа более 2 г/100 мл. раствора смеси солей трёхвалентного и двухвалентного железа резко увеличивает намагниченность насыщения магнитной жидкости. Наибольшее значение намагниченности насыщения имеет образец 1, где концентрация железа трёхвалентного - 14 г/100 мл. раствора смеси солей, так как повышение концентрации трёхвалентного железа благоприятствует увеличению * количества магнетита

Рис. 2. Зависимость намагниченности насыщения I, магнитной жидкости от концентрации Ре(Ш) в 100 мл исходного раствора: 1 - источником Ре(Ш) служил химически чистый РеСЬ-6Н20; 2 - источником 1<с(Ш) служил отход металлургического производства^- источником Ре(Ш) служил гальваношлам ЯСЗ. Во всех трех случаях источником Ре(П) служил отход производства титановых белил Ре804

Г ->-1 -•-2

/ -------1 , 1

Достижимая концентрация Ре (Ш) в образцах 2 и 3 - 7 г/100 мл. раствора и 11 г/100 мл. раствора, соответственно. Невозможность дальнейшего ее увеличения объясняется технической трудностью фильтрования суспензий отходов в кислоте, т.к. их частицы, содержащие также нерастворимые ферриты РегОз- МеО, имеют высокую удельную поверхность, которая адсорбирует кислоту.

С целью повышения магнитных свойств МЖ из железосодержащих отходов производства была проведена активация магнетита перед введением ПАВ и последующим подогревом. Активация проводилась в аппарате с переменным магнитным полем, где частицы магнетита под воздействием магнитного поля измельчаются с образованием новой поверхности и становятся более активными, что облегчает взаимодействие РеО с Ре2Оз. Результаты представлены на рис.3.

I 25

| 15 б 10

I 5 Е

I о

23.23

13,81

8,4 &67 |

- ( -

Рис. 3. Зависимость намагниченности насыщения I, магнитной жидкости от времени его активации I.

Рис.4. Зависимость намагниченности насыщения МЖ от способа добавления . жццкости-носителя и стабилизатора.

Как видно из рис. 3, значение намагниченности насыщения резко увеличивается с увеличением времени активации и достигает максимального значения за 50 мин.

В работе была изучена зависимость намагниченности насыщения магнитной жидкости от способа добавления жидкости-носителя и стабилизатора (рис.4). Были приготовлены четыре образца магнитной жидкости из железосодержащих отходов по технологии описанной ранее приведенными реакциями. Первый образец готовился по технологии, патента Великобритания № 1439031 (после осаждейия магнетит подогревался до 95°С, добавлялся керосин - без подогрева и олеиновая кислота - без подогрева). Образец №2 представлял магнитную жидкость, при приготовлении которой магнетит подогревали до 95®С на водяной бане, затем добавлялась олеиновая кислота без подогрева, а керосин с подогревом до 80°С. В образце №3 магнетит подогревался до 95°С, а олеиновая кислота и керосин предварительно смешивались и добавлялись без подогрева. Образец №4 представлял собой магнитную жидкость, в ходе приготовления которой олеиновая кислота добавлялась до подогрева магнетита, а керосин после подогрева магнетита и олеиновой кислоты до 95°С - без подогрева. Результаты эксперимента приведены на рис.4. Наилучшей намагниченностью насыщения обладает образец №4. Таким образом, изменением порядка взаимодействия компонентов МЖ удается существенно улучшить магнитные показатели.

Так как процесс синтеза МЖ идет первоначально в водной среде, необходимо было установить, как влияет остаточное содержание воды на магнитные свойства магнитной жидкости. На рис.5 видно, что намагниченность насыщения резко падает с увеличением содержания воды. В связи с тенденцией Ре(П) окисляться на воздухе до Ре(Ш) магнитные жидкости, приготовленные с добавлением Ре804 -отхода производства титановых белил разных сроков хранения имели существенно различные магнитные свойства, представленные на рис. 6.

fl.

•

10 IS

c.%

Рис. Зависимость намагниченности насыщения I, магнитной жидкости от остаточного содержания воды С в ней.

Рис. 6. Зависимость намагниченности насыщения!, магнитной жидкости от времени г предварительного хранения отхода РеЭО«.

Таким образом, в ходе работы определены эффективные технологические параметры процесса получения магнитной жидкости на основе железосодержащих отходов производства:

1. Содержание Fe203 в железосодержащих отходах - не менее 50 %;

2. Концентрация железа (III) не менее 7 г/100 мл р-ра.

3. Время активации - 50 мин.

4. Добавление олеиновой кислоты перед подогревом магнетита до 95 °С.

5. Возможно более полное удаление воды из магнитной жидкости кипячением ее в течение 60 минут.

6. Отход производства титановых белил (FeSOi) необходимо использовать в течение не более 1-2 месяцев после его образования.

Объединив наилучшие технологические параметры, была синтезирована магнитная жидкость на основе железосодержащих отходов, свойства которой представлены в табл. 5.

Как следует из табл.5, МЖ, полученные на основе железосодержащих отходов, обладают намагниченностью насыщения, близкой по величине аналогичному показателю магнитных жидкостей, изготовленных с использованием чистых компонентов.

Таблица 5. Характеристика полученных МЖ.

Ks образца Жидкость- Плотность, кг/м1 Объемная доля Намагниченность

носитель магнетита, % насыщения, кА/м

МЖ- 1 керосин 1165 8,20 29,8

МЖ-2 керосин 1060 5,92 15,7

МЖ-3 керосин 995 4,39 15,1

МЖ-4 керосин 911 2,5 8,7

МЖ-41 999 4,5 14,6

МЖ-43 1089 6,5 18,9

МЖ-43 1177 8,5 24,0

МЖ-1 - магнитная жидкость из железосодержащего отхода АО «Северсталь»;

МЖ-2 - магнитная жидкость из гальваношлама Рыбинского завода «Вымпел»;

МЖ- 3 - магнитная жидкость из гальваношлама Ярославского судостроительного завода;

МЖ -4 - промышленная магнитная жидкость из чистых компонентов, изготовленная в

Краснодарском ВНИИГПИ (с различной плотностью 4'-42);

В четвертой главе рассматривается'Возможность применения полученных МЖ на основе железосодержащих отходов для очистки воды от нефтепродуктов (НП). В качестве загрязнителей взяты индустриальное и зеленое масло, которое наиболее часто загрязняют акваторию реки Волги в районе г.Ярославля. Начальная концентрация масла

50 мг/дм3. Определено количество МЖ, добавляемой по отношению к содержанию нефтепродуктов в воде, для достижения его остаточного содержания 0,3 мг/дм3, установленного МУП «Ярводоканал», при различной напряженности магнитного поля (рис.7).

Выяснилось значимость влияния на качество очистки времени контакта МЖ с пленкой нефтепродукта. Из рис.8 видно, что требуемая очистка (0,3 мг/дм3) достигается при взаимодействии МЖ с НП в течение 30 мин.

МЖ также использовалась для экспресс-определения плотности резин каркасного, брекерного, протекторного типов. В связи с увеличением плотности МЖ с ростом напряженности магнитного поля образцы резин, помещенных в нее, всплывали при достижении равенства плотностей.

С использованием полученной магнитной жидкости МЖ-1 были приготовлены образцы с различным соотношением МЖ : индустриальное масло, которые были испытаны в качестве невытекающей смазки в подшипниках скольжения, помещенных в индукционную катушку. Наилучшие результаты были получены при соотношении МЖ и индустриального масла 1:1. Все вышеприведенные испытания выполнены при участии научно-производственного предприятия «ЭКОБ», о чем имеются соответствующие акты.

Выделенные из воды НП, содержащие МЖ сами по себе являются ценным смазочным материалом для заполнения корпусов подшипников в качестве невытекающей смазки.

»о

I мня

120 180

Рис. 7. Зависимость относительного содержания 1от магнитной жидкости и нефтепродуктов в воде от напряженности внешнего магнитного поля Н для обеспечения остаточной концентрации нефтепродуктов 0,3 мг/дм5.

Рис. 8. Зависимость содержания нефтепродуктов в сгонной воде С от времени взаимодействия магнитной жидкости I с нефтепродуктами.

В пятой главе описывается изучение антикоррозионных свойств отходов производства МЖ. Нерастворимая в соляной кислоте часть ЖСО подвергалась термообработке при 1=700-900°С, полученные ферриты могут • быть использованы в качестве антикоррозионного пигмента. Для определения эффективности антикоррозионной защиты пигмента готовили вытяжки ферритов, которые затем подвергались электрохимическому анализу с целью определения тока коррозии, определяли содержание водорастворимых веществ, рН, концентрацию ионов железа (Ш).

Как следует из данных таблицы 6, температура обработки отхода производства МЖ определяет свойства их водных вытяжек.

При повышении температуры прокалки увеличивается значение рН водных вытяжек, что, скорее всего, связано с удалением остаточного хлористого водорода.

Содержание водорастворимых соединений в некоторых водных вытяжках незначительно превышает требования, предъявляемые к лакокрасочным материалам.

Данные табл. 6 указывают, что все пигменты, полученные из нерастворимой части ЖСО, используемы для получения МЖ, обладают антикоррозионными свойствами (т.е.Кторм.>1) на уровне стандартного фосфатного пигмента.

Таблица 6. Свойства водных вытяжек ферритов отходов производства МЖ.

Характеристика ЖСО производства МЖ РН Массовая доля водорастворимых соединений, % Концентрация Ре3+, мг/мл. Ток коррозии, I корр., А/см2 Коэффициент торможения Кт

3. ОАО «Северсталь», прокаленный 1=800°С 6,05 1,276 0,007 5,6210 4 1,098

4. ОАО «Северсталь», прокаленный 1=900°С 6,1 1,091 0,008 5,25'10 1,175

6.ЯСЗ, прокаленный при 1=700°С 6,24 0,378 отсутствует 5,13-10 4 1,203

ЯСЗ, прокаленный при 1= 800°С 6,28 0,297 отсутствует 5,8210 " 1,278

8.ЯСЗ, прокаленный, при1=900"С 6,35 0,123 отсутствует 6,7610 ■* 1,370

Стандартный фосфатный пигмент 6,64 0,09 0,035 5,9-10 4 1,09

В шестой главе рассматривается эколого-экономическое обоснование работы. На основании результатов исследований предложена технологическая схема (Рис. 9) получения МЖ из железосодержащих отходов производства.

Раствор ЖСО после фильтра поступает в смеситель, где смешивается с раствором сульфата железа и после введения гидроксида аммония (28%) образуется черный осадок -магнетит. Магнетит после промывки поступает в активатор, затем в реактор, куда при постоянном перемешивании подается ПАВ и жидкость-носитель. Полученная МЖ подается в емкость для разделения фаз, затем после выпаривания остаточной воды направляется в приемник готовой МЖ.

Рис.9. Технологическая схема получения магнитной жидкости.Обозначения на схеме: 1, 27 - емкость обессоливаиия; 2, 28 - емкость промежуточная; 3, 29 - фильтр барабанный вакуумный; 4 - сушилка с кипящим слоем энертных носителей; 5 - емкость для растворения ЖСО; 6 - фильтр; 7 — реактор для образования магнетита; 8 - емкость для промывки магнетита; 9 - активатор; 10 - реактор для получения магнитной жидкости; 11 - подогреватель; 12 - емкость для разделения фаз; 13 - емкость для выпаривания воды; 14 - приемник готовой магнитной жидкости; 15 - бак-отстойник; 16 - фильтр-пресс рамный; 17 - установка очистки воды; 18 -роторный испаритель; 19 — смеситель; 20 - накопитель чистой воды; 21 - контактный теплообменник; 22 - рукавный фильтр; 23 - ионитовый фильтр; 24 - электродиализатор; 25 -конденсатор; 26 - емкость для нейтрализации осадка; 30 - роторная сушилка; 31 - смеситель; 32 -гранулятор; 33 - сушильная печь; 34 - прокладочная печь.

Очистка воды и солей. Вода, образующаяся при получении МЖ подвергается очистке от органических соединений и минеральных солей с цеЛью повторного использования воды. Взвешенные вещества отделяются в рамном фильтр-прессе. Установка для очистки воды от растворенных органических и неорганических примесей представляет собой одну ступень угольного адсорбера с последующим пропуском через элекгрорегенерируемые катионитовые и анионитовые фильтры. Очищенная вода сливается в накопитель. Рассол (элюаты) после регенерации поступают в роторный испаритель, после которого упаренный до сиропообразного состояния подается в смеситель с электрообогревом, куда также поступает белая сажа в соотношении 1,5:1. Полученная смесь нагревается в течение 10 мин. при 1=130 °С, в результате чего образуются кремнекислые соли («жидкое стекло»).

Очистка воздуха. В результате термообработки в сушильных и прокапочной печах образуются выбросы (пыль ферритов, диоксид серы, диоксид азота), которые отсасываются вентиляционной системой через рукавные фильтры и электрофильтр. Уловленная пыль периодически выгружается из электрофильтра и направляется в гранулирование. Сернистый ангидрид и диоксид азота поглащаются ионитовым фильтром. Удаление химических соединений из ионообменного волокна ионитового фильтра предусматривается путем регенерации водой. Образующаяся при регенерации смесь сернистой, серной, азотной и азотистой кислот после обработки в

электродиализаторе представляет собой полноценный травильный раствор, который может быть использован на металлообрабатывающем заводе.

Рассчитан класс опасности отходов, которые относятся ко П-Ш классу опасности. Сделана оценка экономической эффективности получения магнитных жидкостей при переработке 30 т железосодержащих отходов по сравнению с их получением из химически чистых компонентов, которая составила 68 280 500 руб. при производстве 100 м3 магнитной жидкости в год. Для такого объема производства магнитной жидкости рассчитан предотвращенный ущерб:

- от попадания гальваношламов в водоемы -343 103,7 руб.,

- от разлива нефтепродуктов в открытых водоемах, которые возможно удалить с применением 100 м3 магнитной жидкости - 194 425 400 руб.

Основные выводы:

1. Изучены состав, свойства и структура различных железосодержащих отходов, что позволило обосновать возможность их утилизации в МЖ как источников двух-трехвалентного железа.

2. Показано, чгго в качестве источника трехвалентного железа для получения магнетита можно использовать солянокислый раствор обессоленного гальваношлама в виде гидроксида и оксида, а также пыль электрофильтров металлургического производства. Способы подготовки гальваношлама для получения МЖ защищены двумя патентами РФ. Источниками двухвалентного железа могут служить отработанные травильные растворы и отход производства титановых белил.

3. Разработан способ улучшения свойств МЖ путем активации полученного магнетита в переменном магнитном поле, препятствующий агрегации частиц оксидов (гидроксидов) двух- и трехвалентного железа и увеличивающий поверхность их взаимодействия.

4. Показано, что изменение традиционного порядка введения ПАВ и жидкости-носителя оказывает существенное влияние на свойства МЖ, обеспечивая достижение величины намагниченности насыщения на уровне МЖ из чистого сырья.

5. Установлено, что период использования отходов, являющихся источником двухвалентного железа, не должен превышать одного-двух месяцев при условии хранения в воздушной атмосфере.

6. Разработанная экологобезопасная технология получения МЖ из железосодержащих отходов, открывает дополнительные направления утилизации опасных промышленных отходов и расширяет сферу их применения.

7. Показано, что побочные продукты, получаемые при производстве магнитных жидкостей по разработанной технологии, могут быть утилизированы в качестве антикоррозионных пигментов.

8. Показана высокая эффективность применения полученных магнитных жидкостей для очистки воды от индустриального и зеленого масел, для сепарирования твердых материалов по плотности, изготовления невытекающей смазки для подшипников. Установлены параметры процесса очистки и интервал концентраций применяемых магнитных жидкостей, позволяющие обеспечить допустимый уровень содержания нефтепродуктов.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Каляева С.З., Макаров В.М. Результаты исследований по проблеме утилизации отходов предприятий Ярославской области. Вестник ЯГТУ: №3, Ярославль, 2000, С.40.

2. Каляева С.З., Макаров В.М., Шипилин АМ. О возможности использования гальваношламов при приготовлении магнитных жидкостей. Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и хим. Технология», Иваново, 2002, Т.45, Вып.7, С. 66-67.

3. Калаева С.З., Макаров В.М, Шипилин АМ. Способ получения магнитной жидкости из железосодержащих отходов производства. Известия высших учебных заведений. Серия «Химия и хим. Технология», Иваново, 2002, T.4S, Вып.7, С. 43-47.

4. Калаева С.З., Макаров В.М, Шипилин АМ. и др. Способ получения магнитной жидкости. Патент РФ №2182382, бюл.Х»13 от 10.05.2002г.

5. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин AM. н др. Способ получения магнитной жидкости. Патент РФ №2193251, бюл.№32 от 20.11.2002г.

6. Каляева С.З., Макаров В.М., Шипилин А.М. Магнитные жидкости из отходов производства. Экология и промышленность России, сентябрь, 2002, С. 15-16.

7. Каляева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. Магнитные жидкости из железосодержащих отходов производства. Вторичные ресурсы, №5, 2002, С.28-30.

8. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин AM. Получение магнитных жидкостей с использованием гальваношламов. Проблемы региональной экологии. Вторая региональная иаучно-техи. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых и докторантов. Ярославль, 30 мая 2001г.: Сб. крат, научн. сообщ.- Ярославль: издательство ЯГТУ, 2001, С.23.

9. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин AM., Захарова И.Н. Получение ферроколлоидов на основе токсичных промышленных отходов. 10-я Юбилейная Международная Плесская конференция по магнитным жидкостям. Плес, Сб. научн. тр. Сентябрь, 2002 г., С. 62-64.

10. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин AM., Захарова И.Н. Магнитная жидкость на основе гальваношлама. I- ая Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе», Ставрополь, 2001г., С.63-65.

11. Калаева С.З., Макаров В.М, Шипилин AM, Захарова И.Н. В Ярославле получают чистую воду при помощи магнитных жидкостей. Вторичные ресурсы, №2,2003, С.46-47.

12. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин AM., Захарова И.Н. Применение магнитных жидкостей из железосодержащих отходов для очистки сточных вод от нефтепродуктов. П- ая Российская научно-практическая конференция «Физико-технические проблемы создания новых технологий в агропромышленном комплексе», Ставрополь, 2003г., С.25-27.

Автор выражает глубокую благодарность доктору ф.-м.н. Шипилину А.М. и доценту кафедры физики Захаровой И.Н. за помощь, ценные замечания и советы в ходе подготовки диссертации и обсуждения полученных результатов.

Ответственный за выпуск

С.З. Калаева.

Ищаг. лицензия ЛР№ 020311 от 15.1296 Подписано в печать 23 09.03. Формат бумаги 60x841/16 Уел печ л 1.22 Тираж 100 экз. 3акаэ-1737. Отпечатано в типографии Ярославского государственного технического университета 150028, ул. Советская, 14а, тел 30-56-<53 Лицензия ПД 00661.

11492*

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Калаева, Сахиба Зияддин кзы

Реферат.

Список сокращений.

Введение.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Состав, структура и характеристика магнитных жидкостей.

1.1.1. Структура магнитной жидкости.

1.1.2. Развитие технологии получения магнитной жидкости.

1.1.3. Классификация и характеристика магнитных жидкостей.

1.1.4. Гидродинамика магнитных жидкостей.

1.1.5. Устойчивость дисперсий магнитных коллоидных частиц.

1.1.6. Агрегирование коллоидных частиц.

1.1.7. Выбор ПАВ для стабилизации магнитной жидкости.

1.2. Свойства, способы получения и применения магнитных жидкостей.

1.2.1. Свойства магнитных жидкостей.

1.2.1.1. Магнитные свойства магнитных жидкостей.

1.2.1.2. Суперпарамагнетизм.

1.2.1.3. Намагничичивание замороженной магнитной жидкости.

1.2.1.4. Реологические свойства магнитных жидкостей.

1.2.2. Способы получения магнитных жидкостей.31.

1.2.2.1. Измельчение.

1.2.2.2. Способы конденсации.

1.2.2.3. Магнитная жидкость с магнетитовыми коллоидными частицами.

1.2.2.4. Магнитные жидкости с другими (немагнетитовыми) коллоидными частицами.

1.2.2.5. Термические способы.

1.2.2.6. Разложение под действием ультрафиолетового облучения.

1.2.2.7. Вакуумное испарение.

1.2.2.8. Гальванический способ.

1.2.3. Применение магнитных жидкостей.

1.2.3.1. Магнитогидростатическая сепарация руд.

1.2.3.2. Использование магнитной жидкости в полиграфической технике.

1.2.3.3. Использование магнитной жидкости в качестве смазки.

1.2.3.4. Использование магнитной жидкости в медицине.

1.2.3.5. Магнитные жидкости как катализаторы.

1.2.3.6. Аппараты для очистки воды от нефтепродуктов.

1.3. Возможные источники железа (II) и железа (III) из отходов производства для получения магнитных жидкостей.

1.3.1. Отход производства двуокиси титана сернокислым способом.

1.3.2. Отходы металлургического производства.

1.3.3. Отходы гальванического производства.

1.3.4. Отработанные травильные растворы.

1.4. Краткие итоги.

Ф Цель и задачи исследования.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Объекты исследований.

2.2. Методы исследований.

2.2.1. Химический анализ железосодержащего отхода.

2.2.2. Измерение намагниченности.

2.2.3. Методика исследования морфологии порошка магнетита.

2.2.4. Рентгеноструктурный анализ.

2.2.5. Исследование противокоррозионного действия ферритов из железосодержащих отходов потенциодинамическим методом.

2.3. Краткие итоги.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

3.2. Изучение влияния добавки катионов тяжелых металлов на магнитные свойства магнетита.

3.3. Синтез магнитной жидкости из железосодержащих отходов производства.

3.4. Получение и свойства магнитной жидкости с использованием травильного раствора.

3.5. Изучение технологических параметров получения магнитной жидкости.

3.6. Краткие итоги.

4. ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА.

4.1 .Исследование параметров очистки воды с использованием магнитной жидкости на основе отходов.

4.2. Краткие итоги.

5. ИЗУЧЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ.

5.1. Изучение свойств побочных железосодержащих отходов синтеза магнитной жидкости.

5.2. Краткие итоги.

6. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАБОТЫ.

6.1. Описание технологической схемы получения магнитной жидкости.

6.2. Расчет экономического эффекта.

6.3. Расчет класса опасности отходов.

6.4. Определение величины предотвращенного экологического ущерба от загрязнения водных ресурсов.

6.5. Краткие итоги.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Утилизация железосодержащих отходов для получения магнитных жидкостей"

Развитие мирового общественного производства идёт всё ускоряющимися темпами- Размеры ущерба, наносимого окружающей среде, увеличивается при этом так, что их уже невозможно, как раньше, преодолеть естественным путём, без использования глубоко продуманного комплекса законодательных и технологических мероприятий, затрагивающих все сферы производственной деятельности человека. Поэтому снижение загрязнения окружающей среды промышленными отходами является одной из важнейших технико-экономических и социальных задач, стоящих перед человеком, так как их решение направленно, в первую очередь, на охрану здоровья настоящего и будущего поколений, а также на обеспечение воспроизводства и рационального использования природных богатств.

Несомненно, наиболее радикальным решением проблемы загрязнения окружающей среды промышленными отходами и сохранение природных ресурсов является внедрение безотходных или малоотходных технологических процессов, а также комплексная переработка природного сырья. Но для перехода к экологически безопасной технологии, в результате деятельности которой не происходит выбросов в окружающую среду, необходимо создание идеальной модели производства, которая в большинстве случаев не может быть реализована в полной мере, но с развитием технологического прогресса всё больше приближается к ней.

В настоящее время во многих отраслях промышленности образуются отходы, которые являются токсичными и содержат в своём составе значительное количество ценных компонентов. Одними из наиболее опасных отходов промышленности являются отходы после очистки сточных вод гальванических производств - гальваношламы, а также отходы после очистки дымовых газов на металлургических заводах. Эти отходы относятся ко второму- третьему классу опасности, поэтому, накапливаясь в больших количествах в отвалах, они становятся источниками загрязнения окружающей среды. Вместе с тем гальваношламы и отходы металлургических заводов не только загрязняют окружающую среду, но и уносят с собой безвозвратно большое количество ценных компонентов и сырья, в которых испытывают потребность многие отрасли народного хозяйства.

В зависимости от состава и физико-химических свойств гальваношламов в нашей стране и за рубежом разрабатываются и применяются различные методы по их обезвреживанию и переработке. Согласно литературным источникам гальваношламы уже нашли применение в строительных изделиях и керамике, в лакокрасочной продукции, в качестве сырья для получения катализаторов, ингредиентов резин, а также на их основе был получен магнитный материал. Отходы металлургических производств также нашли применение для производства ряда строительных материалов и изделий, являющихся более дешёвыми и прочными, чем полученные из природного сырья.

В связи с наличием повышенного содержания соединений железа в гальваношламах некоторых предприятий и отходах металлургического производства в данной работе было сделано предположение, что, такие отходы могут быть использованы в качестве источника трёхвалентного железа для получения магнитных жидкостей. Магнитные жидкости — это уникальные, жидкие среды, сочетающие магнитоуправляемость с малой вязкостью и текучестью обычных жидкостей. Поэтому с практической точки зрения они представляют большой интерес. Вскоре после создания магнитных жидкостей с высокой намагниченностью были предложены многочисленные конструкторские идеи, связанные с практической реализацией этой особенности. Магнннитные жиости нашли применение в машиностроении, технологических процессах, полиграфической технике, измерительных устройствах, медицине, аппаратах для очистки сточных вод от нефтепродуктов и в других отраслях.

Применяемое в настоящее время сырьё для получения магнитных жидкостей является дорогостоящим. Поэтому применение более дешёвых источников сырья и одновременная переработка отходов — это одно из решений проблемы ресурсосбережения.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Калаева, Сахиба Зияддин кзы

Общие выводы по диссертационной работе:

2. Показано, что в качестве источника трехвалентного железа для получения магнетита можно использовать солянокислый раствор обессоленного гальваношлама в виде гидроксида и оксида, а также пыль электрофильтров металлургического производства. Способы подготовки гальваношлама для получения МЖ защищены двумя патентами РФ.

Источниками двухвалентного железа могут служить отработанные травильные растворы и отход производства титановых белил.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Калаева, Сахиба Зияддин кзы, Ярославль

1. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993.-272 с.

2. Вонсовский С.В. Магнетизм.- М.: Наука, 1971. 1032с.

3. Papell. S.: U S Pat. № 3215572, 1965.

4. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.260 (№2).

5. Bitter F.rPhys. Rev. 38,1931, 1903р.

6. Hamos L.V., Tiessen P.A.: Zeit. fur Phys. 7, 1932, p. 442.

7. Elmore W.C.: Phys. Rev. 51, 1937, p. 982.

8. Williams H.I., Bozorth R.M. and Shocrley W.: Phys. Rev. 75, 1949, p. 155.

9. Kaya S.: Zeit. fur Phys. 89,1934, p. 796.

10. Chikazumi S. and Suzuki K.: lour. Phys. Soc. Ipn. 10,1955, p. 523.

11. Rosensweig R.E., Nestor I.W. and Timmings R.S.: Am. Ins. Chem. Int. Chem. End. Sympo. Series No 5, 1965, p. 104.

12. Cowley M.D. and Rosensweig R.E.: lour. Fluid Mech. 30 part 4, 1967, p. 671.

13. Rosensweig R.E., MiskoleryG.E. and Ezekiel F.D.: Machine Design March28, 1968.

14. Furubayashi Т., Nakatani I. and Salgusa N.: lour. Phys. Soc. Ipn. 56, 1987, p.1855.

15. Rosensweig R.E.: Encyclopaedic dictionary of Fhysics Supp. Vol.4, 1971, Pergamonp.l Ferrohydrodynamics.

16. Блум Э.Я., Цеберс A.O. Магнитные жидкости. M: Знание. 1989 — 64 с. / Новое в жизни, науке, технике. Сер. «Физика», №4.

17. Mackor E.L.: Jour. Colloid Sci., 6, 1951, p. 492.

18. Jordan P.C.: Molec. Phys., 38, 1979, p. 769.

19. Chantrell R.W., Brudbury A., Popplewell J. and Charies S.W.: Jour. Appl. Phys, 53,1982, p. 2742.

20. Sano K. and Doi M.: Jour. Phys. Soc. Jpn., 52,1983, p. 2810.

21. Маренина K.H. Автореф. канд. дисс. Д., ЛГУ им. А.А. Жданова, 1963.

22. Абрамзон А.А. Поверхностно- активные вещества. Свойства и применение. Л., «Химия», 1975.

23. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.264 (№1).

24. Neel L.: Rev. Mod. Phys., 25, 1953, p.293.

25. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.264 (№6).

26. Jacobs I.S., Bean С.Р.: Magnetisms, III, p. 271, edited by G.T. Rado and H. Suhl, Academic Press, 1963, New York.

27. Bogardus E.H., Krueger D.A. and Thomson D.A.: Jour. Appl. Phys., 49, 1978, p. 3422.

28. Einstein A.: Ann. D. Phys., 12, 1906, p. 292.

29. Vand V.: Viscosity of solution and suspensions. Jour. Phys. Coll. Chem., 2, 1948, p.277-299.

30. Бузмаков B.M., Пшеничников А.Ф. О концентрационной зависимости вязкости магнитных жидкостей.- Магнитная гидродинамика, №1, 1991 с. 1822.

31. Варламов Ю.Д., Каплун А.Б.- Магнитная гидродинамика, №3, !986, с. 4349.

32. Шлиомис М. И. Магнитные жидкости.- Успехи физических наук, №112, вып. 3, 1974, с. 427-457.

33. Орлов Д.В., Михалев Ю.О., Мышкин Н.К. Магнитные жидкости.- М.: Машиностроение, 1993, 272с.

34. Mikhalev Yu., Orlov D.V. and Stradomskii Yu.: Magnetohydrodynamics,1980,285.

35. Матусевич Н.П., Рахуба B.K. Получение магнитных жидкостей методом пептизации. В кн. Гидродинамика и теплофизика магнитных жидкостей. Тезисы докладов Всесоюзного симпозиума. Саласпилс, ин-т физики АН Латв.ССР, 1980, С. 21-22.

36. Физические свойства магнитной жидкости. Сб. статей, Свердловск, УНЦ АН СССР, 1983,128с.

37. Papell S.: US Patent 2315571, 1963.

38. Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Краков М.С. Магнитные Жидкости. М.: Химия, 1989,240 с.

39. Натансон Э.М., Ульберг З.Р. Коллоидные металлы и металлополимеры.-Киев: Наукова думка, 1971, 348с.

40. Ларин А.С., Матусевич Н.П., Сулоева JI.B. Получение высокодисперсных частиц кобальта для ферромагнитной жидкости // Конвекция и волны ИТМО АН БССР, 1977, с. 12.

41. Nakatani I., Furubayashi Т., Takahashi Т. and Hanaoka Н.: Jour. Mag. Mag. Mat. 65, 1987, p. 261.

42. Elmore W.C.: Jour. Phys. Rev., v.54, 1938, p. 309.

43. Такетоми С, Тикадзуми С, Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.263 (№2, гл. 6).

44. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.263 (№4, гл. 6).

45. Reimer G.W. and Khalafalla S.K.: 49-84998,1974.

46. Berkowitz A.E. and Walter J.L.: Jour. Mag. Mag. Mat., 39, 1983, p. 75.

47. Berkowitz A.E. and Walter J.L.: Materi. Sci. Engin 55, 1982, p. 275.

48. Kilner M., Hoon S.R., Lambrick D.B., Potton J.A. and Tanner B.K.: IEEE Trans. Magn. MAG- 20, 1984, p. 1735.

49. Thomas J.R.: Journ. Appl. Phys., 37, 1966, p. 2914.

50. Hoon S.R., Kilner M., Russel G.J. and Kanner В.: Jour. Mag. Mag. Mat., 39, 1983, p. 107.

51. Kimoto K., KamiyaY., Nonoyama M. and Ueda R.: Jpn. Journ. Appl. Phys. 2, 1963, p. 702.

52. Nakatani I., Furubayashi Т., Takahashi T. and Hanaoka H.: Jour. Mag. Mag. Mat. 65,1985, p. 255.

53. Luborsky F.E. and Opie Y.D.: Journ. Appl. Phys., 34, 1963, p. 1317.

54. Windle P.L., Popplewell J. and Charles S.W.: IEEE Trans. Magn. MAG- 11, 1975, p. 1367.

55. Kamiyama S.: Int. TribologyConf. 6E-3 Tokyo Japan, 1985.

56. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. — М.: Мир, 1993. с.262 (№30-34, гл. 2).

57. Жнирблис В. Сильные магнитные жидкости. Изобретатель и рационализатор, 1972, №12, С. 26-27.

58. Rosensweig R.E. Material separation using ferromagnetic liquid techniques// US Pat. 3483969, Int. CI2. В 03 С 1/00, В 03 В 13/04, 1969.

59. Dreyfus R.W., London A.J.: IEEE, Tran, Mag. MAG-15,1979, p. 994.

60. Resler E.L., Rosensweig R.E.: Jour. Engin Power, July, 1967, p. 399.

61. ЧеркасоваО.Г.,ПетровВ.М., РуденкоБ.А. Рентгеноконтрастная ферромагнитная жидкость. Фармация, 1986, т.35, №3, С. 31-32.

62. Ахалая М.Г., Кокиашвили М.С., Берия В.П. Перспективы применения магнитных жидкостей в биологии и медицине. В кн.: Физические свойства магнитных жидкостей; - Сб. статей.- Свердловск, УНУ АН СССР, 1983.- С. 115-120.

63. Такетоми С, Тикадзуми С. Магнитные жидкости. Пер. с японск. М.: Мир, 1993. - с.262 (№6, гл. 3).

64. Kouzaki Y., Yamasawa К.: Jour. Mag. Mag. Mat., 65, 1987, P. 393.

65. Фертман B.E. Магнитные жидкости: Справочное пособие.- Мн.: Высш. шк., 1988.- 184с.

66. Skjeltorp А.Т.: Phys. Rev. Lett., 51, 1983, p. 2306.

67. Popplewell J., DaviesP. and Llewellyn J.P.: Jour. Mag. Mag. Mat., 65, 1987, p. 235.

68. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов., изд. 4 — е, перев. и доп. Л., «Химия», 1974.

69. Резинченко .А.Электрохимия пигментных руд. М., «Наука», 1969.

70. Хазин JI. Г. Двуокись титана. Л., «Химия», 1970, 176 с.

71. Беленький Е.Ф., Рискин И.В. Химия и технология пигментов. Л., «Химия», 1960.

72. Авт. свид. СССР, №255455. 1969; Бюлл. изобр. 1969, №33, с. 70 .

73. Авт. свид. СССР, №239285, 1969; Бюлл. изобр. 1969, №11, с. 29 .

74. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов.-М.: Стройиздат, 1990,352с.

75. Тринко В.А. Промышленные печи. 3-е изд. М.: Металлургия, 1961, 334с.

76. Тол очко А.И., Филиппов В.И., Филипьев О.В. Очистка технологических газов в черной металлургии. М.: Металлургия, 1982, 280 с.

77. Луговской С. И., Андрианов И. С. Очистка газов, отходящих от вагранок и электросталеплавильных печей. М.: Машиностроение, 1972, 144 с.

78. Самохвалов Т.В., Черныш Т.И. Электрические печи черной металлургии.- Учебное пособие.- М.: Металлургия, 1984,232с.

79. Макаров В.М., Беличенко Ю.П., Галустов B.C. и др. Рациональное использование и очистка воды на предприятиях.- М: Машиностроение, 1988, 270 с.

80. Макаров В.М., Квасков В.В., Петрухно JI.A. и др. Технология и использование продуктов на основе гальваношламов. / Химическая промышленность, №6, 1999, с. 20-24.

81. Макаров В.М., Квасков В.В., Петрухно JI.A. Новые направления утилизации гальваношламов. Вестник ЯГТУ: Сб. научн. тр. Выпуск 1-Ярославль: Издательство ЯГТУ, 1998, С.78-79.

82. Макаров В.М., Квасков В.В., Петрухно JI.A. Исследование свойств резин с магнитным наполнителем на основе электрогенерированного железосодержащего осадка. Каучук и резина.- 1999, №1, С.27-28.

83. Макаров В.М., Ладыгина О.В., Индейкин Е.А. Влияние технологических параметров на интенсивность ферритизации компонентов гальваношламов. Химическая промышленность.- 1998, №10, С. 31-33.

84. Макаров В.М., Ладыгина О.В., Индейкин Е.А. Ферриты кальция на основе гальваношламов — новый эффективный вид антикоррозионных пигментов. Лакокрасочные материалы и их применение.- 1999, №5, С. 3-4.

85. Макаров В.М., Ладыгина О.В. Синтез антикоррозионных пигментов на основе гальваношламов. Региональная научно-техническая конференция, посвященная 55-летию ЯГТУ: Тез. докл.- Ярославль: ЯГТУ, 1999, С.128.

86. Петрухно Л.А., Макаров В.М., Новикова Ж.А. Использование феррита бария на основе гальваношламов в дефектоскопии.- Заводская лаборатория. Диагностика материалов.-1999, №3, С. 28-30.

87. Петрухно JI.A., Макаров В.М. Синтез магнитных материалов на основе гальваношламов. XII Международная конференция по постоянным магнитам: Тез. докл.- М.: МАГО, 1997, С.130-131.

88. Вайнштейн И.А. Очистка и использование 204U вод травильных отделений (переработка растворов солей железа). М.: Металлургия, 1986, 110с.

89. Лёвин Г.М., Пантелям Г.С., Вайнштейн И.А., Супрун И.М. Защита водоемов от загрязнения сточными водами предприятий черной металлургии. М.: Металлургия, 1978,216 с.

90. Сериков Н.Ф., Ильичев Ю.И. Кислотное хозяйство на заводах черной металлургии. М.: Металлургия, 1974, 160 с.

91. Шицкова А.П., Новиков Ю.В. и др. Охрана окружающей среды от загрязнения предприятиями черной металлургии. М.: Металлургия, 1982, 208 с.

92. Хюскен Г.Г., Ставов Г. Черные металлы, №25/26, 1979, с. 23-30.

93. Розенфельд И.Л., Рубенштейн Ф.И. Антикоррозионные грунтовки и ингибированные лакокрасочные покрытия. М.: Химия, 1980, С.119, 121, 175.

94. Степин С.Н., Зиганшина М.Р., Вахин А.В. Современное состояние и перспективы в области разработки антикоррозионных пигментов. «Лакокрасочные материалы», 1999, №10, С. 3-10.

95. Лепесов К.К., Гурьева JI.H., Васильева JI.C. Физико-химические и защитные свойства ферритов металлов. Журнал прикладной химии, 1991, №2, С. 422-425.

96. Степин С.Н., Зиганшина М.Р., Вахин А.В. Метод исследования противокоррозионных свойств пигментов и пигментированных покрытий. «Лакокрасочные материалы», 2000, №1, С. 25-27.

97. Метелев В.В., Канаев А.И., Дзахакова Н.Г. Водная токсикология. М.: Химия, 1971, 246с.

98. Калаева С.З., Дроздова Т.Ю., Филиппова О.П., Макаров В.М. Результаты исследований по проблеме утилизации отходов предприятий Ярославской области. Вестник ЯГТУ: Сб. научн. тр.: Вып. 3. Ярославль: Изд-во ЯГТУ, 2000, С.40.

99. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. О возможности использования гальваношламов при приготовлении магнитных жидкостей. Известия ВУЗов, Химия и хим.технология, Т.45, Вып.7, С.66-67.

100. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. Способ получения магнитной жидкости из железосодержащих отходов производства. Известия ВУЗов, химия и хим хим. Т.45, Вып.7, С.45-47.

101. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. и др. Способ получения магнитной жидкости. Патент РФ №2182382, бюл.№13 от 10.05.2002г.

102. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. и др. Способ получения магнитной жидкости. Патент РФ №2193251, бюл.№32 от 20.11.2002г.

103. Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин A.M. Магнитные жидкости из отходов производства. Экология и промышленность России, сентябрь, 2002, С.15-16.

104. Калаева C.3., (//ЦМакаров В.М., Шипилин A.M. Магнитные жидкости из железосодержащих отходов производства. Вторичные ресурсы, №5, 2002, С. 28-30.

105. ПО.Сборник законодательных, нормативных и методических документов по экономике природопользования Ярославской области. — Ярославль: Комитет Экологии и природных ресурсов Ярославской области, 1993.- С.64-66.

106. Гофман К.Г. Экологическая оценка природных ресурсов. — М: Наука, 1977.

107. Израэль Ю.А. Проблема охраны природной среды и пути их решения.-Л.: Гидрометеоиздат, 1984.

108. Выскребенцев И.К., Сеноков Л.Н., Все о налогах за пользование земельными, водными, минерально-сырьевыми ресурсами и имуществом (книга 1 и 2).- М.: Приложение к журналу «Налоговый вестник», 1999.

109. Методика определения предотвращенного экологического ущерба, утвержденная Председателем Государственного комитета Российской Федерации по охране окружающей среде В.И. Даниловым-Данильян 30 ноября 1999г, Москва, 1999.

110. В заключение считаю своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность моему научному руководителю, доктору технических наук, профессору Владимиру Михайловичу Макарову за предложенную интересную тему исследований и огромную помощь в работе.

111. Благодарю также доктора физико-математических наук, профессора Анатолия Михайловича Шипилина и доцента кафедры физики Ирину Николаевну Захарову за помощь, ценные замечания и советы в ходе подготовки диссертации и обсуждения полученных результатов.

Информация о работе

Калаева, Сахиба Зияддин кзы
кандидата технических наук
Ярославль, 2003
ВАК 03.00.16

Диссертация

Утилизация железосодержащих отходов для получения магнитных жидкостей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы