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

Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Гомес Мигел Жеронимо

Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки
<
Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

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

Гомес Мигел Жеронимо. Ультрафиолетовая (УФ) активация природных глин Ангольских месторождений для повышения их сорбционной активности в процессах водоочистки: диссертация ... кандидата технических наук: 02.00.11 / Гомес Мигел Жеронимо;[Место защиты: Белгородский государственный технологический университет им.В.Г.Шухова, http://gos_att.bstu.ru/dis].- Белгород, 2015.- 167 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Литературный обзор 13

1.1. Основы теории адсорбции 13

1.1.2. Молекулярная адсорбция из растворов 17

1.1.3. Адсорбция из растворов электролитов 18

1.2. Характеристики применяемых адсорбентов 20

1.2.1. Основные характеристики промышленных активных углей 21

1.2.2. Неорганические сорбенты

1.3. Проблема загрязнения природных вод 25

1.4. Основные сведения о глинах и их свойствах

1.4.1. Глины и глинистые минералы 28

1.4.2. Структура глинистых минералов 29

1.4.3. Связанная водав глинах 33

1.4.4. Обменные катионы в глинах

1.5. Особенности глинистых минералов 35

1.6. Очистка сточных вод природными материалами 39

1.7. Модифицирование природных глин 41

Выводы по литературному обзору 42

Глава 2. Объекты и методы исследования 43

2.1. Объекты исследования 43

2.2. Модельные растворы

2.2.1. Используемые методики и методы исследования 44

2.2.2. Очистка модельных растворов в лабораторных условиях 44

2.2.3. УФ-активация глин 44

2.2.4. Определение физико-химических свойств глин 45

2.2.5. Определение гранулометрии веществ 48

2.2.6. Процессы адсорбции 49

2.2.7. Электрокинетический потенциал 50

2.2.8. Термогравиметрический анализ 50

2.2.9. Определение удельной поверхности 52

2.2.10. Адсорбционная способность глин по метиленовому голубому 52

2.2.11. Исследование растворимости глин в воде 53

2.2.12. Исследования нерастворимости в НС1К 53

Выводы по главе 54

Глава 3. Исследования физико-химических характеристик глин Ангольских месторождений Катети и Катока 55

3.1. Фракционный состав глин 55

3.2. Определение насыпной плотности глин по фракциям 56

3.3. Определение истинной плотности глин 56

3.4. Водородный показатель водной вытяжки 57

3.5. Длительность перемешивания и рН среды 58

3.6. Потери при прокаливании глин 58

3.7. Исследование растворимости глин в воде 59

3.8. Исследование растворимости в НС1К 59

3.9. Рентгенофазовый анализ глин

3.10. Дифференциально-термический анализ 62

3.11. Определение оксидного состава глин 68

3.12. Определение элементного состава глин 69

3.13. Энергодисперсионные исследования 70

3.14. Микроскопические исследования 72

3.15. Определение удельной поверхности глин по методу БЭТ

и общему объему пор 73

3.16. Определение сорбционной емкости глин по метиленовому голубому 75

3.17. Сорбционная емкость глин месторождений Катети и Катока

по отношению к ионам Ni2+ и Си2+ 76

3.18. Определение энергии сорбционного взаимодействия 78

3.19. Электроповерхностные свойства исходных и УФ-активированных глин месторождений Катока и Катети 82

3.20. Определение доли сорбционной составляющей в процессе очистки растворов от ионов Ni2+ и Си2+ 86

3.21. Определение доли сорбционной составляющей в процессе очистки...88

3.22. Исследование суспензионных эффектов в системах "глина - вода" и "глина- раствор" 91

3.23. Исследование поверхностной проводимости глин 98

3.24. Влияние УФ-обработки глин месторождений Катока и Катети (Ангола) на состав и концентрацию катионов в фильтрате 102

Выводы по главе 114

Глава 4. Влияние различных технологических факторов на эффективность очистки модельных растворов 115

4.1. Влияние массы добавки глины на эффективность очистки 115

4.2. Влияние длительности перемешивания на эффективность очистки 116

4.3. Влияние дисперсности частиц глин на эффективность очистки 117

4.4. Влияние расхода глины на эффективность очистки водных сред от ионовМ2+и Си2+ 118

4.5. Зависимость эффективности очистки от концентрации раствора 119

4.6. Влияние температуры на эффективность очистки 120

4.7. Зависимость эффективности очистки от рН среды исходных растворов 121

4.8. Исследование способности глин к катионному обмену 123

4.9. УФ-обработка глин и эффективность очистки

4.10. Влияние длительности УФ-обработки на эффективность очистки... 127

4.11. Зависимость эффективности очистки модельного растворов от расстояния глин до источника облучения 128

4.12. Предполагаемый механизм очистки 129

Выводы по главе 130 Глава 5. Разработка технологической схемы процесса очистки сточных вод и

расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба 131

5.1. Разработка технологической схемы процесса очистки сточных вод... 131

5.2. Утилизация осадков после очистки сточных вод глиной месторождения Катети (Ангола) 132

5.3. Расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба 138

5.4. Расчет капитальных затрат на очистку сточных вод сорбционным методом 138

5.5. Определение себестоимости продукта 139

5.6. Расчет предотвращенного экономического ущерба от загрязнения водохозяйственного участка 140

5.7. Расчет экономической эффективности комплекса водоохранных мероприятий 142

Основные выводы 143

Список использованной литературы

Характеристики применяемых адсорбентов

Адсорбция представляет собой процесс самопроизвольного концентрирования компонентов из объема фаз на поверхности раздела между ними и является следствием ненасыщенности межмолекулярных связей около поверхности, т.е. наличием адсорбционного силового поля [1]. Адсорбентом называется фаза, создающая такое поле. Вещество, которое перераспределяется и концентрируется на границе раздела фаз, называется адсорбатом. Явление, обратное адсорбции, называется десорбцией.

Силовое поле имеет различную природу. Если адсорбция осуществляется за счет относительно слабых сил, то адсорбцию называют физической. Адсорбцию, осуществляемую за счет валентных связей, т.е. с возникновением поверхностных химических соединений, называют химической, или хемосорбцией. Хемосорбция обладает следующими чертами: необратимостью, высокими тепловыми эффектами (сотни кДж/моль), активированным характером.

Принципиальное отличие хемосорбции от физической адсорбции заключается в том, что вследствие возникновения более прочных связей адсорбированное вещество с трудом удаляется с поверхности адсорбента, причем при этом могут происходить химические превращения [2].

Имеется большое число промежуточных видов адсорбции между химической и физической адсорбцией [2]. Так, например, адсорбция, вызванная образованием водородных связей. Существуют также разные виды физической адсорбции. Чаще всего возникают дисперсионные межмолекулярные силы притяжения (неспецифическая адсорбция). Адсорбция физическая происходит вследствие электростатических сил (взаимодействием между ионами, диполями или квадруполями), при этом химическая природа сорбируемого вещества определяет природу адсорбции [2].

Геометрия поверхности раздела также играет роль. При плоской поверхности наблюдается адсорбция на поверхности. При искривленной поверхности адсорбция протекает в порах адсорбента [3].

Скоростью адсорбции или десорбции является количество молекул, адсорбирующихся (или десорбирующихся) за единицу времени. Эти значения величин относят к единице поверхности или массы адсорбента. С повышением температуры скорость хемосорбции чаще всего увеличивается. Если скорости адсорбции и десорбции одинаковы, то это значит, что установилось адсорбционное равновесие[2, 3].

Молекулы адсорбированного вещества постоянно двигаются, колеблются и смещаются относительно поверхности. Колебательное движение тем интенсивнее чем выше температура, велика вероятность при этом того, что молекулы могут оторваться от поверхности. Поэтому при повышении температуры уменьшается время адсорбции и падает равновесное количество адсорбированных молекул [2, 3].

При увеличении давления или концентрации адсорбата в объёме растет частота попаданий молекул адсорбата на поверхность адсорбента; скорость адсорбции возрастает, также пропорционально ей увеличивается и равновесное количество адсорбированных молекул. Графики зависимости равновесной адсорбции от концентрации или давления адсорбата при постоянной температуре называются изотермами адсорбции [2].

Для количественного описания адсорбции пользуются двумя методами [3]: а) методом слоя конечной толщины - количеством вещества или массой ве щества, находящегося на единице площади раздела фаз или приходящегося на единицу массы адсорбента (А); б) методом избыточных концентраций - избыток концентрации адсорбента на поверхности раздела фаз, также относящийся к единице площади или единице массы адсорбента (г), гиббсовская адсорбция).

В случае (б) процессы адсорбции описывает фундаментальное уравнение Гиббса. Для разбавленных растворов оно будет выглядеть так [3]: г, Q da RT dCt K J где ГІ - избыток адсорбата на единицу площади раздела фаз, Q - концентрация ад 15 сорбента; а - поверхностное (межфазовое) натяжение. Поскольку в настоящее время отсутствует единая теория [1-3], позволяющая описывать все виды адсорбции, то для описания отдельных видов адсорбции на поверхности твердых тел применяют: - теорию мономолекулярной адсорбции Ленгмюра (при небольших значениях (концентрациях) адсорбента); - теорию полимолекулярной адсорбции Поляни; - теорию полимолекулярной адсорбции БЭТ (С.Брунауэра, П.Эммета и Э.Теллера), её используют, в частности, для расчета удельной поверхности адсор бентов по экспериментально полученной изотерме адсорбции; - теорию объемного заполнения микропор (ТОЗМ) (адсорбция в микропо рах). При малых концентрациях величина адсорбции пропорциональна концентрации адсорбирующегося вещества (или давлению газа при адсорбции газа). Эта зависимость может быть выражена уравнением Генри: А=КГ-С (1.2) где Кт - константа Генри; С - концентрация адсорбента в растворе. В соответствии с уравнением Генри величина адсорбции пропорциональна концентрации (или давлению). Повышение концентрации или давления вызывает отклонения от закона Генри. Учесть отклонения от закона Генри позволяет мономолекулярная теория адсорбции Ленгмюра.

Используемые методики и методы исследования

Для определения водородного показателя (рН) водной вытяжки глины Катети и Катока тонко измельчали.

Готовили суспензии глин в дистиллированной воде с соотношением Т : Ж = 1 : 10. Суспензию кипятили в течение 5 мин, охлаждали, фильтровали через бумажный фильтр и измеряли рН на рН-метре рН-150М [182].

Рентгенофазовый анализ (РФА) является наиболее универсальным и в настоящее время одним из современных методов исследования. Пользуясь им, можно производить качественный и количественный фазовый анализ сложных по своему составу материалов [183].

РФА основан на идентификации различных фаз в их смеси на основе анализа дифракционной картины, даваемой исследуемым образцом [183].

Перед анализом глины измельчали до порошкообразного состояния, съемку проводили в непрерывном режиме на рентгеновском дифрактометре "ДРОН -2,0". Идентификацию пиков проводили с помощью программного комплекса PDWin 4.0.

Ситовой анализ служит для определения гранулометрического состава материалов с размером зерен более 0,04 мм.

Ситовой анализ - наиболее простой и широко распространенный в лабораторной практике метод, но он недостаточно точен, так как не дает представления об истинном размере зерен. Линейный размер зерен совпадал бы точно с размерами отверстия сита, если бы форма зерен была строго шарообразной, но в действительности зерна имеют неправильную форму и через отверстие сита может пройти продолговатое зерно, длина которого больше размера ячейки. Следовательно, результаты ситового анализа базируются не на среднем, а на наименьшем размере зерен, и истинная крупность материала всегда больше той, которую отражает ситовой анализ. Кроме того, в результате трения, при просеве через сита мягких материалов, увеличивается количество тонких пылевидных частиц.

Принцип ситового анализа состоит в нахождении количества материала, задерживаемого сеткой с отверстиями известного размера. Номер сетки соответствует номинальному размеру (в мм) стороны ячейки в свете, причем, если этот размер менее 1 мм, то в обозначении номера запятая перед десятыми долями миллиметра опускается. Следовательно, номер сетки сита характеризует наибольший размер прошедших через него зерен.

Сита располагали одно под другим последовательно по мере уменьшения размеров отверстий в сетках. Снизу набор сит закрывали сплошным металлическим поддоном. Навеску высушенного материала помещали в верхнее сито и рассеивали встряхиванием вручную или с помощью различных механических приспособлений. По окончании встряхивания делали контрольное просеивание исследуемого материала на глянцевую бумагу. Считается, что просеивание закончено, если в течение 1 мин через сито проходит не более 0,05 г материала. Полученные фракции собирали отдельно на глянцевую бумагу, тщательно прочищая дно и стенки сита мягкой щеткой. Каждый из остатков взвешивали на технических весах. Содержание каждой фракции находили по формуле: где ти - остаток на сите, г; т0 - исходная навеска материала, г. Навеску глины из средней пробы постепенно нагревали в предварительно прокаленном и взвешенном фарфоровом тигле в муфельной печи при 950... 1000 С до постоянной массы, в течение 30 мин. Потери при прокаливании определяли по формуле: где Gi - разность в массе тигля с навеской до и после прокаливания, г; G.? - масса исходной навески, г.

Микроструктурные исследования сорбентов проводили с помощью программы аппаратного комплекса, который включает электронный микроскоп (РЕМ) " Hitachi - 8 - 800 ", совмещенный с персональным компьютером.

Водопоглощение глин месторождений Катока и Катети определяли в соответствии с методикой [189]. Определение концентрации ионов Са2+ и Mg24- в растворах проводили по методике [192]. Явление катионозамещения в глинах месторождений Катока и Катети исследовали в соответствии с методикой [193]. Для этого глины обрабатывали 10 % раствором NaCl. Соотношение глина: раствор составляло 1: 20 с последующей отмывкой. Насыщения глин проводили на водной бане в течение 2 ч.

Содержание ионов никеля (Ni2+) в растворах до и после очистки определяли фотоколориметрическим методом с диметилглиоксимом с получением в воде комплексного соединения Ni(C4H6N202)3 коричневато-красного цвета. Длина волны X = 445 нм, толщина кюветы / = 5 см [ 194 ].

Содержание ионов (Си ) в модельных растворах до и после обработки глинами Катети и Катока определяли по методике [194] по образованию окрашенного в коричневый цвет комплекса меди с диэтилдитио-карбонатом натрия. X = 430 нм, / = 5 см.

Гранулометрия сыпучих веществ является их важной характеристикой, связанной с удельной поверхностью тонкодисперсных систем. Гранулометрию глин Катети и Катока определяли с помощью лазерного гранулометра MikroSizer 201, позволяющей исследовать частицы в диапазоне от 0,2 до 600 мкм.

Адсорбцию ионов СіГ и NiZT на поверхности глин Катети и Катока изучали в статических условиях по методикам [184, 185]. Содержание ионов меди и никеля в модельных растворах определяли методом атомно-адсорбционной спектрофо-тометрии (ААС). При определении адсорбционной емкости глин месторождений Катети и Катока (А, мг/г) заданную массу глины добавляли к модельному раствору с известной концентрацией вещества. Полученная суспензия глины с модельным раствором встряхивали в течение 24 ч, затем суспензию фильтровали и определяли остаточную концентрацию катионов в растворе. Сорбционную емкость определяли по формуле:

Водородный показатель водной вытяжки

Таким образом, глинистая составляющая обеих проб представлена такими минералами, как альбит, мусковит, микроклин, каолинит и иллит.

Остальные глинистые составляющие, обнаруженные при качественном рентгено фазовом анализе, представлены в незначительных количествах. При этом доля глинистой составляющей в глине месторождения Катети составляет 73,1%, а в глине месторождения Катока - 80,4%.

Энергодисперсионные исследования проводили с помощью растрового электронного микроскопа Quanta 200 - 3D, с энергодисперсионным определением химического состава глин месторождений Катока и Катети. На микрофотографиях глин месторождений Катети и Катока (рисунки 3.16 и 3.17) видно, что глина представлена в основном отдельными агрегатами глинистых частиц округлых очертаний с неровными краями. Указаны также участки, для которых проведены энергодисперсионные исследования.

На рисунках 3.18 и 3.19 представлены энергодисперсионные спектры глин месторождений Катока и Катети. Согласно полученным данным, глины содержат следующие химические элементы: кислород, кремний, алюминий, железо, калий, кальций, сера, магний и др.

Микроскопические исследования образцов глин месторождений Катети и Катока проводили с помощью высокоразрешающего растрового электронного микроскопа (РЕМ) " Hitach - 8 - 800", совмещенный с персональным компьютером.

На фотографиях глин обоих месторождений хорошо просматриваются выступы, впадины, поры и другие дефекты поверхности.

Эффективность сорбционной очистки в большей степени зависит от величины удельной поверхности (Syfl) материала, поскольку в соответствии с законом действия масс скорость взаимодействия веществ находится в прямо пропорциональной зависимости от площади контакта веществ. Поэтому представляло интерес определить Syfl для исследуемых глин.

В исследованиях использовалась глина обоих месторождений с размерами фракций: 1) О,25 0 О,63 мм; 2) О,5 0 1,О мм. Удельную поверхность определяли методом низкотемпературной адсорбции азота с помощью автоматизированной сорбционной установки TriStar II 3020 производства Micrometritics (США).

Расчет Syfl по методу БЭТ проводили для относительного давления в пределах 0,06 р/ро 0,2. Графически находили к и b для каждого образца (таблица 3. 9) и вычисляли значения SyR: Л = где к - тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс; Ъ - отрезок, отсекаемый на оси ординат; Na - число Авогадро, 6,023-1023 моль"1; М- молекулярная масса адсорба-та, 0,028 кг/моль; т - масса навески исследуемого образца; So = 16,2А .

Графики линейного вида изотерм БЭТ для всех проб глин представлены на рисунке 3.22, параметры для расчетов Syfl даны в таблице 3.10.

Из таблицы 3.12 можно сделать вывод, что обе глины являются малопористыми, поэтому сорб-ционные процессы должны протекать на их поверхности.

Данные исследований, представленные в таблице 3. 11, показывают, что обе глины являются высокодисперсными, причем Syfl для проб глины Катока больше по сравнению с Syjl для аналогичных фракций глины Катети. Вероятно, это можно объяснить большим объемом пор в частицах глины месторождения Катока (таблица 3.12).

Для определения сорбционной емкости глин месторождений Катети и Катока использовалась фракция 0 0,25 мм с массой навески 1 г, /=10 см, время перемешивания 10 мин. Модельные растворы МГ имеют концентрацию от 10 до 200 мг/дм , объем раствора 100 мл. Определение сорбционной емкости проводили по описанной ранее методике в гл. 2. Изотермы адсорбции МГ на поверхности глин месторождений Катети и Ка 76 тока представлены на рисунках 3.24 и 3.25. Как показали результаты экспериментов, сорбционная емкость глин месторождений Катети и Катока по МГ составила 154 мг/г и 149 мг/г, соответственно.

Участки изотерм адсорбции в интервале концентрации МГ до 140 мг/дм свидетельствуют о том, что адсорбционная емкость практически пропорциональна концентрации МГ в растворе и процесс адсорбции происходит на свободных участках поверхности. В дальнейшем скорость адсорбции замедляется ввиду отсутствия свободных участков поверхности плато, что отвечает состоянию поверхности адсорбента, насыщенной адсорбтивом.

Процессы адсорбции ионов СіГ и NiZT глинами Катети и Катока изучали по методике, описанной ранее. Модельные растворы имели концентрацию ионов Си2+ и Ni2+ от 10 до 60 мг/дм3, объем раствора для анализа составлял 100 мл. Масса добавляемой глины равнялась 1 г, длительность установления равновесия при периодическом перемешивании - 24 ч. Во избежание влияния эффекта гидратообразования процесс адсорбции вели при рН среды в пределах 2-3, т.е. ниже границы гидратообразования.

Повышение значения -потенциала до + 7,5 и + 6,0 при сорбции ионов Ni объясняется перезарядкой внешнего диффузного слоя частиц при появлении в растворе избытка противоионов (например, МОгҐ) из раствора. При увеличении в растворе концентрации ионов Ni (противоионов) большая их часть вытесняется из диффузной в адсорбционную часть двойного электрического слоя. Толщина диффузной части двойного электрического слоя, а вместе с тем и всего двойного электрического слоя, уменьшается. В результате этого будет уменьшаться и величина -потенциала.

Влияние расхода глины на эффективность очистки водных сред от ионовМ2+и Си2+

Целью исследования являлось установление оптимальных условий очистки растворов, содержащих ИТМ. На процессы водоочистки могут влиять такие факторы, как расход глины, г/л; диаметр частиц глины, мм; длительность перемешивания очистки, мин; температура смеси, С; рН исследуемых модельных растворов. Для определения зависимости эффективности водоочистки от различных факторов проводилась серия исследований с модельными растворами, содержащими ИТМ.

Для подтверждения возможности использования исследуемых глин в водоочистке определяли эффективность очистки никель- и медьсодержащих модельных растворов после обработки их глинами. В экспериментах использовали модельные растворы, содержащие катионы Ni и Си с концентрацией 20 мг/дм . Объем раствора - 100 мл при температуре 20 С , время перемешивания т = 30 мин. Для определения эффективности очистки модельные растворы после обработки их глиной фильтровали через бумажный фильтр и определяли остаточную 9+ 9+ концентрацию ионов Ni и Си в очищенном растворе. Эффективность очистки рассчитывали по формуле:

Данные исследований, представленные на рисунках 4.1 и 4.2, показывают, что эффективность водоочистки повышается при увеличении массы добавки глины к растворам. Это обусловлено тем, что при введении глины рН среды сильно увеличивается и создаются благоприятные условия для образования малорастворимых гидроксидов типа Ме(ОН)2. Так, при массе навески глины от 0,3 до 3,0 г на 100 мл модельных растворов эффективность очистки достигает от 60 до 96,5%. Таким образом, в ходе исследований доказаны высокие реагентно-сорбционные свойства глин месторождений Катети и Катока, установлена возможность использования глин в процессах очистки сточных вод.

В связи с тем, что при протекании физико-химических процессов необходимо некоторое время, важно выявить, какой временной интервал нужен для обработки глиной модельных растворов. Это особенно важно с позиции экономии энергоресурсов. При недостаточном временном контакте взаимодействующих веществ может быть не достигнута необходимая степень очистки, а при продолжительности перемешивания больше требуемого времени энергозатраты будут неоправданно завышены.

Для достижения более высокой степени очистки продолжительность перемешивания можно повышать до 30 мин. Как показывают данные рисунка 4. 3 степень очистки модельных растворов при расходе глины с повышением длительности контакта от 10 до 40 мин. увеличивается от 50 до 85 %.

Так как, начиная с 10 мин, увеличение эффективности очистки происходит медленно, целесообразно заканчивать процесс контактирования глины с модельными растворами через 40 мин. При дальнейшем увеличении длительности продолжения контактирования происходит лишь незначительное повышение эффективности очистки.

При протекании процессов в дисперсных системах большое значение имеет удельная поверхность (Syfl) дисперсной фазы, которая напрямую зависит от размера частиц глины. Поэтому важно было исследовать зависимость эффективности водоочистки модельных растворов, содержащих ионы Ni2+ и Си2+ с концентраци 118 ей 10 мг/дм , от дисперсности применяемой глины. На рисунках 4.4 и 4.5 представлены графики зависимости эффективности очистки растворов, содержащих ионы Ni2+ и Си2+, от диаметра частиц глины. Щ 96 m 88

В результате исследований установлено, что максимальное количество ионов Си2+ и Ni2+ удаляется из модельного раствора глиной фракции 0 0,25 мм, что объясняется большей Syfl. Более высокая эффективность очистки модельного

Расход глины влияет на степень очистки. Как упоминалось, от добавки глины зависят величины рН среды и концентрации ионов ОН", переходящих в раствор.

Были исследованы зависимости степени очистки модельных растворов от массы добавки навески глины. Для экспериментов использовали фракцию глины О,25 0 О,63 мм, при температуре 20С. Модельные растворы содержали ИТМ с концентрациями [Ni ] и [Си ] =10 мг/д , время перемешивания т = 20 мин. Результаты экспериментов, представленные на рисунках 4.6 и 4.7, показали, что при повышении массы добавки глины эффективность очистки увеличивается.

Си и до 97 % - для ионов Ni . Максимальную степень очистки модельных рас 9+ творов показывает глина месторождения Катети (97 % - для ионов Ni и 94 % 9+ для ионов Си ) при содержании глины 0,5 г на 100 мл. Повышение массы добавки навески от 0,5 до 2 г не приводит к значительному увеличению эффективности водоочистки. В результате исследования установили, что оптимальной массой глины является добавка равная 0,5 г/100мл, в связи с тем, что при этом достигается высокая эффективность очистки для ионов ТМ (Ni2+ и Си2+).

Зависимость эффективности очистки от концентрации раствора При исследовании зависимость эффективности очистки от исходной кон 9+ 9+ центрации ионов Ni и Си в модельных растворах добавки глин месторождений Кети и Катока составляли 0,3; 0,9 и 1,5 г на 100 мл модельного раствора. В экспериментах использовали глины с размерами частиц от 0,25 до 0,63 мм, длительность перемешивания глин с растворами составляла 30 мин.