| ArticleName |
Получение отвержденных форм алюмокремниевого коагулянта и их использование в процессах водоочистки и водоподготовки |
| Abstract |
Нефелиновый концентрат (хвосты) — побочный продукт обогащения апатит-нефелиновых руд. Запасы нефелиновых хвостов, размещенных на постоянное хранение в хвостохранилищах Кольского полуострова, исчисляются сотнями миллионов тонн. Одним из перспективных направлений переработки нефелина является получение алюмокремниевого флокулянта-коагулянта (АКФК) и его использование в процессах водоочистки. Раствор АКФК показал высокую эффективность в процессах водоочистки за счет двойного действия коагулянта (соединений алюминия) и флокулянта (активной кремниевой кислоты). Присущие раствору АКФК недостатки (низкое значение рН и высокие транспортные расходы на доставку жидкого реагента до потребителя) можно устранить путем его отверждения. Методами распылительной сушки и химической дегидратации получены образцы отвержденных коагулянтов (АКФКтв и АКФКдег соответственно), определен их элементный, количественный и фазовый состав. Основными активными компонентами АКФКтв являются смесь алюмокалиевых и алюмонатриевых квасцов (~10 % по Al2O3), а в случае АКФКдег — квасцов и сульфата алюминия (~16 % по Al2O3). Коллоидный диоксид кремния в составе отвержденных форм АКФК имеет отрицательный дзета-потенциал, а также развитую сорбирующую поверхность, что повышает эффективность использования твердых форм АКФК в процессах водоочистки и водоподготовки. Пробная коагуляционная очистка поверхностного стока р. Яуза и промышленного стока машиностроительного предприятия доказали повышенную эффективность отвержденных форм реагента относительно сульфата алюминия и алюмокалиевых/натриевых квасцов по показателям мутности и цветности, соединениям железа и нефтепродуктам.
Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ, ГК 16.552.11.7046. |
| References |
1. Запольский А. К. Сернокислотная переработка высококремнистого алюминиевого сырья : монография. — Киев : Наукова думка, 1981. — 208 с.
2. Жигулевич П. А. Экономическая эффективность комплексной переработки апатито-нефелиновых руд хибинских месторождений : автореф. дис. … канд. экон. наук. — СПб., 2012. — 19 с.
3. Матвеев В. А., Захаров В. И., Майоров Д. В., Филюк А. С. Получение алюмокалиевых квасцов и диоксида кремния из кремнеземсодержащих растворов сернокислотного разложения нефелинсодержащего сырья // Химическая технология. 2012. Т. 13, № 2. С. 68–71.
4. Веляев Ю. О., Майоров Д. В., Матвеев В. А. Исследования эффективности применения алюмосиликатного коагулянта на основе нефелина // Водоснабжение и санитарная техника. 2013. Т. 1, № 5. С. 32–37.
5. Кручинина Н. Е., Тимашева Н. А., Лисюк Б. С. Алюмокремниевый флокулянт-коагулянт — новый реагент для водоочистки и водоподготовки // Междунар. науч.-техн. конгр. по безопасности : тез. докл. — М., 2005. С. 307–310.
6. Maslova M. V., Gerasimova L. G., Nikolaev A. I. Treatment of Apatite Nepheline Ore Wasteenrichment Waste // Modern Applied Science. 2015. Vol. 9, No. 5. P. 81–92.
7. Равич Б. М., Окладников В. П. и др. Комплексное использование сырья и отходов. — М. : Химия, 1988. — 288 с.
8. Пат. 2421400 РФ, МПК С 01 F 7/26 (2006.01), C 01 F 7/74 (2006.01), C 02 F 1/52 (2006.01). Способ получения алюмокремниевого коагулянта-флокулянта / Захаров В. И., Веляев Ю. О., Майоров Д. В., Захаров К. В., Матвеев В. А. ; заявитель и патентообладатель Ин-т химии и технологии редких элементов и минер. сырья Кол. науч. центра РАН. — № 2009139266/05 ; заявл. 23.10.2009 ; опубл. 20.06.2011, Бюл. № 17.
9. Пат. 2225838 РФ, МПК C 01 F 7/56. Способ получения алюмосиликатного коагулянта / Кручинина Н. Е., Турниер В. Н., Лисюк Б. С., Ким В. ; заявитель и патентообладатель ООО «Наука, экология, техника» ; заявл. 26.11.2002; опубл. 20.03.2004, Бюл. № 2002131688/15.
10. Шабанова H. A., Попов В. В., Саркисов П. Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов : учебное пособие. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. — 309 с.
11. Prakash N. B., Vimala Sockan, Jayakaran P. Waste Water Treatment by Coagulation and Flocculation // International Journal of Engineering Science and Innovative Technology. 2014. Vol. 3, No. 2, March. P. 479–484.
12. Wanyou Zhang, Ting Zhang, Lijuan Xi, Hongjun Gu, Yang Hu, Haicheng Gu, Yingjie Zhang. Preparation of New Type Poly-silicate Coagulant and Its Coagulation Property // Energy Procedia. 2012. Vol. 17, part B. P. 1627–1634.
13. Tang S. J., Zhu W. Y., Song Y. H., Yuan P., Peng J. F. Research on the Preparation of Composite Polysilicic Acid Flocculants and Their Performances // Chinese Journal of Environmental Engineering. 2008. Vol. 2, March. P. 328–333.
14. Гордиенко М. Г., Кузин Е. Н., Войновский А. А., Надеева Э. Н. Математические методы анализа в процессе оптимизации сушки алюмокремниевого флокулянта-коагулянта // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2012. № 64. С. 175–180.
15. Кручинина Н. Е., Кузин Е. Н. Получение отвержденных форм алюмокремниевого флокулянта-коагулянта и их применение в процессах водоочистки и водоподготовки // Вестник Казанского технического университета. 2015. Т. 18, вып. 6. С. 78–82.
16. Жадан А. В. Совершенствование технологии обработки воды на ТЭС на базе ионного обмена и мембранных методов : автореф. дис. … канд. техн. наук. — Иваново, 2013. — 20 с.
17. Горбунова Е. С. Физико-химическое обоснование и разработка азотнокислотного способа комплексной переработки рисчорритов : автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Апатиты, 2013. — 25 с.
18. Матвеев В. А., Захаров В. И., Майоров Д. В., Кондратенко Т. В. Физико-химические свойства аморфного диоксида кремния, выделенного из нефелина // Журнал неорганической химии. 2011. Т. 56, №. 3. С. 380–382.
19. Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ. — М. : Химия, 2000. — 282 с.
20. СанПиН 2.1.4.1074–01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества ; введ. 26.09.2001.
21. ГОСТ 31868–2012. Вода. Методы определения цветности ; введ. 01.01.2014. |
