Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование процесса флотации меди, цинка и железа из техногенных кислых растворов с использованием в качестве собирателя диэтилдитиокарбамата натрия Абрютин, Дмитрий Владимирович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Абрютин, Дмитрий Владимирович. Исследование процесса флотации меди, цинка и железа из техногенных кислых растворов с использованием в качестве собирателя диэтилдитиокарбамата натрия : диссертация ... кандидата технических наук : 05.16.03.- Москва, 1999.- 130 с.: ил. РГБ ОД, 61 00-5/534-5

Введение к работе

Актуальность работы. В настоящее время особую остроту приобрели проблемы охраны окружающей среды в связи с растущими объемами техногенных отходов деятельности человека. Кислые шахтные (рудничные) и дренажные воды представляют собой один из источников экологической опасности. Эти воды образуются, в частности, при эксплуатации месторождений сульфидных руд.

Примерами может служить одно из крупнейших в мире Гайское медно-колчеданное месторождение на Южном Урале, месторождения свинцово-цинковых руд в Катовицком воеводстве (Польша), месторождения медных руд Чили и т.д. Проблема кислых шахтных вод весьма актуальна и для выведенных из эксплуатации рудников и шахт.

Кислые шахтные воды появляются в результате взаимодействия насыщенных кислородом вод с рудными телами и различаются по своему составу в зависимости от слагающих пород на месте того или иного рудника. Эти воды характеризуются низким значением рП (1,5-4), концентрацией металлов на уровне 10-200 мг/дм , хлорид и сульфат ионов - на уронис 500-30ООмг/дм3, что значительно превышает соответствующие значения ПДК для различных пикш водоемов.

Одним из последствий попадания таких вод в водоемы может быть гибель водной флоры и, как следствие, гибель рыбы из-за разорванной цепи питания. Кроме того, кислые шахтные воды содержат токсичные для человека металлы, такие как сурьма, свинец, медь.

Объемы поступающих в выработки кислых шахтных весьма значительны, в зависимости от размеров месторождения составляют от тысяч до сотен тысяч кубометров в сутки.

Одна из задач по очистке кислых шахтных вод состоит в снижении концентраций металлов до соответствующих норм. Кроме того, в случае экономической целесообразности, эти металлы можно утилизировать.

Цель работы. Целью данной работы было установлепие закономерностей и разработка основ

технологии очистки кислых шахтных вод от меди, цинка, железа с применением процесса

ионной флотации в колонном аппарате, при использовании в качества собирателя ДЭДТК

натрия.

Достижение этой цели потребовало решения нескольких задач:

изучить образование внутрикомплексных соединений меди, цинка и железа с ДЭДТК в кислой среде и структуры получаемых осадков;

на основе экспериментальных данных но ионной флотации в лабораторном колонном аппарате определить, используя математическую модель аппарата, интенсивности минерализации/деминерализации пузырей;

проведя анализ литературных данных, определить математическую модель, адекватно описывающую стадию столкновения частицы и пузыря воздуха в процессе ионной флотации;

изучить растворимость в органических растворителях ДЭДТК металлов;

изучить устойчивость ДЭДТК металлов, а также ДЭДТК кислоты, растворенных в керосине, к действию различных реагентов.

дать рекомендации по принципиальной технологической схеме.

Методы исследований. Работа выполнена с использованием совокупности физико-химических и химических методов исследований: спектрофотометрического анализа на атомно-абсорбционном спектрофотометре AAS-1N и УФ-спектрофотометре Specord М40, колориметрического исследования на колориметре КФК-2, потенциометрического анализа.

Использовалось математическое моделирование для описания процессов, протекающих в колонном аппарате во время ионной флотации, а также химических реакций с участием ДЭДТК. Математические модели были реализованы в виде компьютерных программ, написанных на языках Бейсик и Фортран-77.

Гидродинамические характеристики колонного аппарата определялись методом трассера. Обработка результатов экспериментов осуществлялась с применением PC на базе процессора Pentium П-233 с использованием программы Excel.

На защиту выносятся:

результаты исследований образования комплексных соединений меди, цинка и железа с ДЭДТК в кислом водном растворе,

результаты экспериментально-расчетного определения параметров процесса ионной флотации в колонном аппарате;

результаты исследований процесса переработки пенного продукта ионной флотации с регенерацией ДЭДТК натрия;

рекомендации по принципиальной технологической схеме очистки кислых шахтных вод от меди, цинка и железа с применением колонной ионной флотации с использованием ДЭДТК натрия в качестве собирателя.

Научная новизна.

получены, отсутствовавшие до настоящего времени, значения растворимости ДЭДТК меди, цинка и железа в керосине.

предложена методика определения интенсивностей минерализации/деминерализации пузырей с использованием модели колонного флотационного аппарата;

предложена математическая модель, описывающая стадию столкновения частицы и пузырька воздуха в условиях колонной ионной флотации;

исследовано взаимодействие сульфида натрия с ДЭДТК меди;

определены периоды полураспада ДЭДТК кислоты, растворенной в керосине.

Достоверность научных положений, выводов и заключений основывается на анализе большого объема экспериментальных данных, полученных с применением современных физико-химических и химических методов исследований, и их корреляцией с расчетными данными; на обработке результатов с помощью ЭВМ.

Практическая значимость. Ионная флотация является перспективным методом очистки кислых шахтных вод от ионов металлов. В работе достаточно подробно рассмотрены все этапы процесса: от осадкообразования до переработки пенного продукта. Даются рекомендации по принципиальной схеме флотационной очистки кислых шахтных вод. На основании полученных данных по ионной флотации в лабораторной колонной установке можно проектировать промышленные колонные аппараты.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на следующих научно-технических конференциях и семинарах:

  1. Конференции студентов и молодых специалистов МИСиС, г. Москва, 1994, 1995, 1999 гг.;

  2. Семинар "Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов" (Россия (МИСиС) - Франция (I.N.P.L.)).

Публикации. По результатам работы опубликованы монография и статья, приняты в печать 2 статьи.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введеній, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, 18 таблиц и шесть приложений. Библиография включает 161 источник.