Защита городской среды

Метод утилизации гальваношламов (ГШ) путем добавки последних к строительным материалам или для получения пигментов не применим к целому ряду ГШ, в частности моношламам, содержащим значительные количества меди, никеля и некоторых других металлов. В этом случае целесообразно проводить комплексную утилизацию ГШ с целью извлечения металлов и получения других товарных продуктов. Предложено 1-ую стадию – выщелачивание тяжелых металлов (ТМ) проводить раствором H[2]SO[4] методом многоступенчатого противотока. Оптимальный режим ведения процесса обеспечил средний выход по току 82% при 95% степени извлечения меди и чистоте металла 95%.

Рассмотрены процессы отвержения меди в составе зольного остатка и структура материалов, получаемых в результате проведения этого процесса. Отмечено, что исследования выполнялись с применением методов рентгеновской масс-спектрометрии, позволивших оценить параметры и структурные характеристики связей соединений меди (CuCl[2], Cu[2]O, CuOH[2] и CuO) на различных этапах процесса отвержения. Представлены сведения о составе зольного остатка, использовавшегося при экспериментах по его отвержению с применением портландцемента. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что такие химические реакции, как гидроксилирование хлорида меди и окисление оксида меди, а также металлической меди, могут включать процессы, обеспечивающие значительное снижение уровня выщелачивания меди из отверженного зольного остатка.

Данная работа связана с тем, что синтетические красители, используемые в текстильном производстве, содержат тяжелые металлы, и в том числе медь. Указывается, что ряд водорослей, например, это виды Cyperus, Polygonum, и др., обладают повышенной сорбционной способностью по отношению к меди. В экспериментах использовались водоросли названных и других видов, их длина составляла 10-12 см. Эксперимент проводился в стеклянном цилиндре с рабочим объемом 10 л, водоросли предварительно выращивались в другой емкости, содержание меди в модельных СВ составляло от 2,5 до 4,9 мг/л, время экспозиции достигало 47 сут. Установлено, что в результате сорбции биомасса водорослей накапливала медь в количестве от 385 до 5085 мг/м{3}, при этом отмечено также эффективное снижение окрашенности.

Целью работы является исследование влияния красителей различных типов (кислотных, прямых и активных) на электрохимические свойства мембран медь селективных электродов производства ЛГУ. Установлены границы влияния красителей на градуировочную зависимость потенциала меди селективного электрода от концентрации ионов меди в растворе и от концентрации красителя в растворе. Даны рекомендации для ионометрического определения меди в сточных водах красильно-отделочных производств.

Объектом исследования являются отработанные электролиты травления меди и ее сплавов. Показано, что данная технология позволяет частично утилизировать отработанные электролиты, снижает расход реагентов при очистке. Разработанная технол. схема использования отработанных электролитов включает осаждение меди на стальных изделиях с целью защиты их от коррозии, а также для облегчения технол. операций при нарезании резьбы и волочении проволоки. Данная технология м. б. применена на машиностроит. производствах.

Определяли коэффициенты распределения (Д) ионов Cu(II), Cd(II), Zn(II) и Hg(II) для волокон поли(акриламинофосфоновой) хелатной смолы. Найдено, что значения Д для определяемых ионов выше значений 10{3} при рН 5,0, а по своему сродству к смоле металлы располагаются в ряд: Hg(II)>Cu(II)>Zn(II)>Cd(II). При низких значениях рН (2,0) значение Д для Hg(II) выше, чем для всех остальных ионов и достигает >10{3}. Адсорбция Hg(II) и Cd(II) на названной смоле соответствует изотерме адсорбции Лэнгмюра. Для десорбции ионов использовали азотную и соляную кислоты. Результаты исследований показали, что для десорбции Cu(II), Cd(II) и Zn(II) нужно использовать соляную кислоту, а для десорбции Hg(II) азотную кислоту.

Исследования по сорбции меди и цинка проводились на катионитах КУ-2Х8; КУ-23; КБ-2; КБ-4 и на амфолитах АНКБ-7 и АНКБ-10. Исследования по сорбции серебра из отработанных фиксажных растворов проводились на анионитах АВ-17; АВ-18; АН-2Ф; ЭДЭ-10Н. Показано, что для сорбции меди из технологических растворов и шахтных вод и наиболее подходящими являются амфолиты АНКБ-7, АНКБ-10 и катионит КУ-2Х8, для сорбции цинка – карбоксильный катионит КБ-4. Для сорбционного извлечения серебра из отработанных фиксажных растворов наилучшим является высокоосновной анионит АВ-17. Изучено влияние предварительного сорбционного извлечения меди и цинка из шахтных вод на качество нейтрализованных стоков. Показано, что предварительное извлечение меди и цинка улучшает нейтрализованные сточные воды, так как в процессе сорбции меди и цинка на катионитах в водородной форме вместо указанных выше катионов металлов в раствор переходит эквивалентное количество ионов водорода, которые в процессе нейтрализации дают молекулы воды.

Выполнено теор. и эксперим. исследование и предлагается и анализируется мат. модель, позволяющая оценить содержание меди в воде, находящейся в порах почвы, в местах с повышенным присутствием меди. В процессе исследований определялось содержание водорастворимых соединений меди и активность ионов Cu{2+} при анализе 22 проб исследуемых почв. Отмечено, что определение концентрации меди определялось с использованием биолюминесцентных методов с применением двух видов биол. культур – Escherichia coli HB101 pUCD607 и Pseudomonas fluorescens 10586 pUCD607. Рассмотрены способы подготовки проб и методика выполнения экспериментов. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что использование культур Pseudomonas fluorescens обеспечивает возможность более точной оценки содержания ионов Cu{2+}, в воде, находящейся в порах почвы, в то время как использование культур Escherichia coli позволяет эффективно определить содержание в этих растворах как ионов Cu{2+}, так и растворимых соединений меди.

Проведена оценка эффективности очистки водных модельных растворов от типичных примесей промышленных сточных и природных вод пористыми материалами из сиалона состава Si[3]Al[3]O[3]N[5] и карбида кремния. В качестве загрязнителей исследованы фенол, ионы меди (II), ионы железа (III), гуматы железа (III), гуминовые соединения, краситель метиленовый голубой, с концентрацией 20-50 мг/л. Керамические фильтроматериалы получали реакционным спеканием при отрицательных объемных эффектах. Размер пор испытуемых образцов в зависимости от параметров технологии был в диапазоне 0,3-1,6 мкм. Показано что, исследованные фильтрующие материалы обеспечивают степень очистки от перечисленных загрязнителей на 60-99% при исходной концентрации 25-50 мг/л, значительно снижают цветность и мутность воды. Наиболее эффективно пористые керамические мембраны разделяют растворы, содержащие крупные молекулы высокомолекулярных соединений и их солей. При диаметре пор менее 0,5 мкм материалы эффективны для очистки воды от более мелких молекул метиленового голубого.

Для контроля содержания Сu в сточных растворах и очистки их от Cu предложено использовать флюорометрию. Для этого в раствор вводят соответствующие активные реагенты, образующие с ионами Cu комплекс, регистрируемый специальным датчиком. Из стоков комплексы Cu затем осаждают добавками полимеров или с помощью ионообменных смол. В качестве флюороактивных веществ могут быть использованы глицин, 1,10-фенатролин и др., а полимерных добавок – различные водорастворимые соли этилендихлоридаммония, содержащие дитиокарбаматные группировки.