Извлечение из сточных вод ионов металлов методом флотоэкстракции

Перспективным методом извлечения ионов тяжелых металлов из растворов является флотоэкстракция – разновидность флотации, при которой сфлотированный сублат концентрируется в тонком слое органического растворителя на поверхности водной фазы [1]. Этот метод уже нашел применение при очистке сточных вод от органических примесей [2], а также в аналитической химии для количественного определения следов металлов [3] и поверхностноактивных веществ [4]. Исследования же по применению флотоэкстракции для очистки сточных вод от ионов металлов малочисленны. Однако такая особенность флотоэкстракции, как возможность многократной концентрации ионов металлов в небольших объемах органического растворителя вне зависимости от коэффициента распределения, указывает на перспективность этого метода для очистки сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами, с целью последующей регенерации последних.  
В данной работе исследована возможность удаления ионов никеля (ІІ) методом флотоэкстракции с использованием в качестве собирателей солей жирных кислот и октана как органической фазы. Для более эффективного протекания процесса добавляли в водную фазу поверхностноактивное вещество – тетрабутиламмоний бромид (ТВА). Концентрация никеля в модельных растворах составляла 50, 100, 200, 300 мг/дм3.
В ходе эксперимента было установлено, что лучшим собирателем в ряду: миристинат, пальмитат, стеарат калия  является пальмитат калия С15Н31СООК. Было установлено оптимальное  мольное соотношение Ni:С15Н31СООК:ТВА=1:2:1. При этом степень удаления никеля составила около 95%.
Нами изучалось влияние введения в систему такого катионного поверхностноактивного вещества как тетрабутиламмоний бромид (ТВА). Допускалось, что добавление ТВА  будет иметь положительное влияние на размеры пузырьков в системе, что может быть объяснено уменьшением поверхностного натяжения водной фазы. Уменьшение же размеров пузырьков приводит к увеличению площади поверхности на единицу объема воздуха, что является важным параметром процесса. Тетрабутиламмоний бромид положительно влияет на процесс адсорбции образованного сублата на поверхности пузырька газа при соотношениях ТВА:Ni близких к 1, а при соотношении ТВА:Ni больше 1 наблюдалось значительное образование пены, которая не удерживалась слоем октана.
Объем органической фазы (октан) составляет 4 см3 на 100 см3 модельного раствора. Уменьшение объема органической фазы до 2 см3 приводит к разрыву слоя октана. Увеличение объема органической фазы (больше 4 см3) не приводит к заметному увеличению степени извлечения никеля. 
Отсутствие зависимости эффективности процесса флотоэкстракции от коэффициента распределения извлекаемого вещества, а также от объема органической фазы, может указывать на отсутствие влияния органического растворителя на эффективность процесса, при условии его гидрофобности и плотности, меньшей плотности воды.
Установлено, что на процесс флотоэкстракции влияют расход воздуха, рН раствора после образования сублата, концентрация собирателя и поверхностноактивного вещества, структура и состав сублатов.
Литература
1. Себба Ф. Ионная флотация. – М.: Металлургия, 1965. – 170 с. 
2. Bryson G., Valsaraj K. Solvent sublation for waste minimization in а process water stream – а pilot scale study //Journal of Hazardous Materials. – 2001.– Vol. B82. – P. 65–75.
3. Croot P.L., Hunter K.A. Determination of Fe(II) and total iron in natural waters with 3-(2-pyridyl)-5,6-diphenil-1,2,4-triazine (PDT) //Analytica Chimica Acta. – 2002. – Vol. 406 № 2. – P. 289–302.
4. Lu Y.-J., Zhu X.-H. A mathematical model of solvent sublation of some surfactants // Talanta. – 2002. – Vol. 57 № 5. – P. 891–898.
 
Извлечение из сточных вод ионов металлов методом флотоэкстракции / Обушенко Т.И., Астрелин И.М., Толстопалова Н.М., Черняк Н.В.  // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 38.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”,  4-7 жовтня, 2006 р. 
Вінницький національний технічний університет
Секція 1 “Техногенно-екологічна безпека України і прогнозування ризиків. Переробка та утилізація промислових і побутових відходів”.
Скачати в форматі pdf: 
Оцінка: 
0
No votes yet