Главная страница
Сведения об авторах

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШЛАКА ОСКОЛЬСКОГО ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМБИНАТА ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (Ni²⁺ и Cu²⁺)

Проскурина И. И., Свергузова С. В, Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова (г. Белгород, Россия)

Производства, сточные воды которых содержат тяжелые металлы, относятся к числу наиболее опасных для окружающей природной среды. Сброс таких неочищенных или недостаточно очищенных вод в водные бассейны оказывает негативное воздействие на экосистемы водоемов. Поступление на городские канализационные очистные сооружения сточной воды с содержанием тяжелых металлов, превышающим нормативы, приводит к нарушению процессов биологической очистки. К тому же, существующие схемы очистки городских сточных вод не позволяют довести концентрацию тяжелых металлов, в частности ионов Ni²⁺ и Cu²⁺, до требуемой величины. В результате в водные объекты поступают сточные воды с содержанием ионов тяжелых металлов, в несколько раз превышающим предельно допустимые концентрации.
Среди известных методов очистки сточных вод от тяжелых металлов наиболее перспективным, на наш взгляд, является сорбционный метод, позволяющий использовать в качестве сорбентов широкий спектр материалов как искусственного, так и природного происхождения. Мы считаем, что одним из альтернативных является способ очистки с помощью отходов местной промышленности, например шлаков Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК). Шлак представляет собой высокодисперсную многокомпонентную систему, химический состав и физико-химические свойства которой представлены в табл. 1 и 2. Очистку сточных вод от ионов тяжелых металлов с помощью шлака можно объяснить протеканием сорбционных процессов и химических реакций.

Таблица 1

Химический состав шлака ОЭМК

Таблица 2

Физико-химические характеристики шлака ОЭМК

По данным рентгенофазового анализа в составе шлака имеются в наличии: гамма - 2СаО^.SiO₂ - двухкальциевый силикат, Ca(OH)₂ - портлантид, СаСО₃ - кальцит, FeO - вюстит, 3CaO^.Al₂O₃ - трехкальциевый алюминат, CaO^.Al₂O₃ - однокальциевый, MgO - периклаз (рис.1).

Нами проводились исследования процесса очистки шлаком ОЭМК модельных растворов, содержащих ионы тяжелых металлов (Ni²⁺ и Cu²⁺) в следующих концентрациях: 10 мг/л, 40 мг/л, 70 мг/л. Для приготовления растворов с данными концентрациями использовали дистиллированную воду и соли CuSO₄^.5H₂O и NiSO₄^.7H2O. Для проведения эксперимента шлак измельчали и отбирали фракцию, частицы которой проходят через сито 0,063 мм, далее отделяли железо постоянным магнитом. Сорбцию проводили в статических условиях. К 100 мл модельного раствора добавляли определенную навеску шлака, полученную смесь перемешивали магнитной мешалкой. Интервал времени перемешивания составил 5 - 40 мин. После этого раствор фильтровали через бумажный фильтр "синяя лента". Фильтрат анализировали на содержание ионов Ni²⁺ и Cu²⁺ по соответствующим методикам.
По полученным данным можно сделать вывод, что основной эффект очистки достигается в первые 5 - 10 мин после начала контактирования шлака и раствора. При продолжении контактирования смеси происходит незначительное увеличение степени очистки, что является экономически нецелесообразным в связи с повышением затрат электроэнергии, расходуемой на перемешивание смеси. Как видно из рис. 2 и 3 степень очистки модельных растворов от ионов тяжелых металлов достаточна высока и достигает в среднем 98 - 99%.

Для повышения эффективности очистки предполагается провести солянокислотную модификацию шлака. Этот процесс приводит к вымыванию основных составляющих из частиц шлака, образованию в них каналов, трещин, что в конечном итоге приведет к новой активации и увеличению удельной поверхности, к снижению времени достижения основного эффекта очистки и, как следствие, к снижению затрачиваемой электроэнергии для проведения процесса очистки. Описанный способ очистки может представлять интерес при очистке сильно загрязненных многокомпонентных производственных сточных вод, его преимуществом является невысокая стоимость используемых материалов.

USE OF OSKOL ELECTROMETALLURGICAL INDUSTRIAL COMPLEX' SLAG FOR REMOVAL OF HEAVY METALS' IONS (Ni²⁺ and Cu²⁺) FROM WASTEWATER

Proskurina I. I., Svergouzova S. V., Belgorod State Technological University, Belgorod, Ukraine

The slag of the Oskol electrometallurgical industrial complex is used as a sorbent for the removal of heavy metals' ions (Ni²⁺ и Cu²⁺) from wastewater. The efficiency of the purification can amount to 99%. The ways to increase of the effectiveness are offered.

Главная страница
Сведения об авторах

© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 23.04.07