Регенерация природных цеолитов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский государственный технический университет

Регенерация природных цеолитов

Пожидаев Ю. Н.¹, Филатова Е. Г.², Помазкина О. И.³

¹ Доктор химических наук, профессор,

²кандитат технических наук, доцент,

³аспирант,

Аннотация

природный цеолит сточный гальванопокрытие

Предложена схема регенерации природных цеолитов, позволяющая многократно использовать регенерированные цеолиты в процессах очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а полученные при регенерации элюаты использовать повторно в производстве в качестве составных компонентов электролитов, используемых для нанесения гальванопокрытий

Ключевые слова: регенерация, природные цеолиты, сорбция, ионы тяжелых металлов.

Abstract

Pozhidaev Y. N. ¹, Filatova E. G. ², Pomazkina O. I. ³

¹Doctor of Technical Sciences, ²Candidate of Technical Sciences, ³Postgraduate stuent Irkutsk State Technical University

Regeneration of natural zeolites

A scheme for the regeneration of natural zeolites allows you to reuse the regenerated zeolite in wastewater treatment from heavy metal ions, as obtained in the regeneration eluates reused in production as components of electrolytes used for electroplating

Keywords: regeneration, natural zeolites, sorption, heavy metal ions.

Сорбционная очистка сточных вод наряду с высокой эффективностью, относится к наиболее экологически чистым методам. Экономическая целесообразность и практическое применение этих методов оправдано лишь при условии многократного использования сорбентов. После регенерации природных и синтетических сорбентов образуется большое количество высокотоксичных и высококонцентрированных элюатов, которые необходимо подвергать дополнительному обезвреживанию и утилизации. Отработанные сорбенты также необходимо утилизировать.

Целью настоящей работы явилось разработка безотходной технологии регенерации природных цеолитов, используемых при очистке сточных вод содержащих ионы тяжелых металлов.

При регенерации отработанных цеолитов в качестве элюентов использовали растворы H₂SO₄различной концентрации 0,005-1 М.

Ионообменный механизм сорбции ионов Ni (II), Сu (II) и Zn (II) природным цеолитом - гейландитом кальция подтвержден результатами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Так например, при сорбции ионов Сu (II) в исследуемом цеолите зафиксировано понижение содержания кальция от 0,46 до 0,23 атом. % [1].

При регенерацию цеолитов проводили фракционный отбор элюатов. Выявлено, что ионы Ni (II), Cu (II) и Zn (II) можно десорбировать серной кислотой более низкой концентрацией, в отличие от рекомендованной в СП 32.1333.2012 (Канализация. Наружные сети и сооружения. Актуализированной редакции СНиПа 2.04.03-85) концентрации - 0,7-1,0 М. Наиболее полно десорбирует ионы Ni (II) - 0,04 М H₂SO₄, ионы Cu (II) - 0,15 М, ионы Zn (II) - 0,30 М.

На рисунке 1 приведены результаты многократного использования регенерированных цеолитов для удаления ионов Ni (II), Сu (II) и Zn (II) из сточных вод.

Рисунок 1 - Степень десорбции ионов при многократном использовании цеолитов:

а) Ni (II); б)Cu (II); в) Zn (II)

При исследовании десорбции в динамических условиях изучено влияние скорости пропускания регенерирующего раствора на полноту излечения исследуемых ионов тяжелых металлов, при скорости пропускания 3,0 мл/мин установлено наиболее полное излечение Ni (II), Сu (II) и Zn (II), что соответствует линейной скорости 1,0 м/ час.

В результате проведенного комплекса работ по десорбции ионов тяжелых металлов, предложена технологическая схема регенерации природных цеолитов. Вначале через отработанный гейландит пропускают в качестве элюента 0,04 М раствор серной кислоты со скоростью 1,5 м/час. В результате чего образуется элюат, содержащий сульфат никеля. Далее через гейландит пропускают 0,15 М раствор серной кислоты со скоростью 1,2 м/час. При этом образуется элюат, содержащий сульфат меди. После чего через регенерирумый цеолит пропускают 0,3 М раствор серной кислоты со скоростью 1,0 м/час. В качестве элюата получают сульфат цинка.

Использование разработанной схемы на практике позволяет многократно использовать регенерированные цеолиты в процессах очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а полученные при регенерации элюаты (сульфат никеля, сульфат меди и сульфат цинка), использовать повторно в производстве в качестве составных компонентов электролитов, используемых для нанесения гальванопокрытий [2].

Литература

1. Помазкина О.И., Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2014. Т. 50. № 3. С. 262.

2. Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н., Помазкина О.И. // Вода: химия и экология, 2014. № 11. С. 83.

Размещено на Allbest.ru