Халықаралық Ғылыми-тәжірибелік конференцияның ЕҢбектері



жүктеу 0.53 Mb.

бет12/38
Дата22.04.2017
өлшемі0.53 Mb.
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   38

Литература 
1.
 
Станки с программным управлением. Справочник/Г. А. Монахов, А. А. Оганян, Ю. И. Кузнецов 
и др. М., Машиностроение, 1975. 288 с. 
2.
 
Технология машиностроения: Учебник / А.Г. Суслов. — М.: Машиностроение, 2004. — 400 с. 
3.
 
Сафраган Р. Э., Полонский А. Э., Таурит Г. Э. Эксплуатация станков с числовым программным 
управлением. Киев, Техника, 1974. 308 с. 
4.
 
Р.И.  Гжиров,  П.П.  Серебреницкий.  Программирование  обработки  на  станках  с  ЧПУ. 
Справочник, – Л.: Машиностроение, 1990. – 592 с. 
5.
 
Интернет-сайт по многоцелевым станкам с ЧПУ 
www.cftech.ru
 
6.
 
http://www.labrobot.ru/catalogue/7-software/products/25-avtrabmesto.html
 
7.
 
http://www.ajan.ru/index.php?id=11
 
8.
 
http://www.stanki-group.ru/jmd-3cnc.html
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
и
с
у
н
о
к
  
 
 
 
 

88 
 
УДК 661.333.1 
 
РАЗРАБОТКА СУХОГО СПОСОБА ПОЛУЧЕНИЯ КАРБОНАТФОСФАТНОГО  
НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ МОЮЩИХ СРЕДСТВ 
 
Ещенко Л.С., Алексеев А.Д., Сумич А.И., Жук Г.М. 
Белорусский государственный технологический университет, Минск, Беларусь 
 
Резюме 
 
Разработан состав и способ получения карбонатфосфатного наполнителя и моющего средства на 
его основе путем «сухого» смешения Na
2
CO

с водным раствором H
3
PO
4
 и другими ингредиентами. Способ 
обеспечивает получение гранулированного продукта с комплексом заданных свойств.  
 
Summary 
 
The composition and method of production of the karbonatfosfat builder and  detergents on its basis by the 
method of the "dry" mixing the soda ash with an aqueous solution of phosphoric acid and others ingredients was 
developed. The process provides a granular product with a sat complex properties.  
 
Введение. В настоящее время порошкообразные моющие средства получают, в основном, двумя 
принципиально различными способами: башенным (мокрым) и сухого смешения. Башенные способы, 
основанные на  распылительной сушке водных растворов компонентов СМС, имеют ряд недостатков, 
среди которых высокая энергоемкость процесса, разложение термически неустойчивых компонентов, 
широкий  диапазон  гранулометрического  состава  порошка,  опасность  возгорания  или  взрыва 
органических  компонентов  смеси.  Недостатком  способа  сухого  смешения  является  образование 
негранулированных,  не  сыпучих,  сильно  пылящих  при  расфасовке  порошков,  расслаивающихся  при 
транспортировке  и  хранении.  Комбинированный  способ,  использующий  аппараты  с  виброкипящим 
слоем,  позволяет  частично  устранить  недостатки  башенного  и  сухого  способов,  но  требует  сложного 
специфического оборудования и весьма энергозатратен [1].   
Для  устранения  недостатков  сухого  способа  при  сохранении  его  достоинств  необходимо 
увеличить размер частиц порошка, что позволит уменьшить его пыльность, липкость и сжимаемость. 
Одним из способов достижения этой цели является перевод неорганической основы моющего средства 
в форму кристаллогидратов, способных к агломерации. В настоящее время широкое распространение 
получают  экологически  безопасные  порошки  на  основе  сесквикарбоната  натрия  (Na
2
CO

∙  NaHCO

∙ 
2H
2
O).  В  патенте  [2]  отмечается,  что  присутствие  сесквикарбоната  натрия  в  моющей  композиции 
увеличивает  моющую  способность  порошка,  уменьшает  аллергическое  воздействие  на  кожу  рук  и 
органы  дыхания,  снижает  экологическую  опасность.  Композиции  сесквикарбоната  натрия  с  маслами 
обладают  дезинфицирующим  и  очищающим  кожу  эффектом  и  предлагаются  как  косметический 
продукт [3]. 
Многие моющие средства, особенно бытового назначения, включают ряд неорганических солей 
таких  как  карбонаты,  фосфаты,  сульфаты,  хлориды  и  другие,    которые  вводят  в  порошки  в  виде 
индивидуальных  сухих  соединений.  Для  равномерного  распределения  твердых  компонентов  в  смеси 
требуется  достаточно  долгое  перемешивание  и  вещества–грануляторы  для  склеивания  пылевидных 
частиц.  Гораздо  быстрее  и  равномернее  происходит  смешение  порошкообразных  и  жидких  веществ, 
если жидкие компоненты тонко распылять над твердой фазой при перемешивании. Поскольку в такой 
водосодержащей  солевой  системе  происходит  образование  кристаллогидратов  за  счет  связывания 
свободной  воды,  то  практически  смешение  жидкой  и  твердой  фаз  при  определенном  соотношении 
реагентов  дает  сухой  гранулированный  порошок,  в  котором  основной  фазой  может    являться 
сесквикарбонат натрия [4].  
Если  в  качестве  жидкой  фазы  использовать  водный  раствор  протонсодержащей  кислоты,  то 
механизм протекающих при этом процессов можно охарактеризовать следующим образом:  
1)  H
2
O + H–X 
 H
3
O
+
 + X
– 
,  где Х

 – анион кислоты; 
2) CO
3
2–
 + H
3
O
+
 
 HCO
3

 + H
2
O частичная нейтрализация карбонат–иона с образованием кислой 
соли (NaHCO
3
); 
3)  HCO
3

  +  H
3
O
+
 
  CO
2   
+  2H
2
O  нейтрализация  гидрокарбонат–иона  и  образование  угольной 
кислоты; 
4)  Na
2
CO
3
  +  NaHCO
3
  +  2H
2

  Na
2
CO

∙  NaHCO

∙  2H
2
O  кристаллизация  карбоната  и 
гидрокарбоната натрия в сесквикарбонат; 

89 
 
5) 2Na
2
CO
3
 + nH
2

 Na
2
CO

∙ H
2
O + Na
2
CO

∙ 7H
2
O  
кристаллизация  соды  с  образованием 
моно- и гептагидратов; 
6) Na
+
X

 + nH
2

 NaX ∙ nH
2
O кристаллизация солей кислот. 
При большом избытке воды возможна  реакция гидролиза карбоната натрия, а при температуре 
50
о
С и выше – разложение гидрокарбоната натрия: 
7) Na
2
CO
3
 + H
2

 NaHCO
3
 + NaOH; 
8) Na
 
HCO
3
  
 CO
2
 + NaOH. 
Реакции  1  и  2  способствуют  образованию  сесквикарбоната  натрия  согласно  реакции  4  и  солей 
кислот,  играющих  в  готовом  моющем  средстве  роль  умягчителей,  эмульгаторов,  электролитов  или 
ПАВ.  
Реакция 3 приводит к потере соды; ее минимизация требует стехиометрических соотношений в 
системе сода–кислота, а также особых условий смешения (тонкого распыления жидких компонентов и 
интенсивного перемешивания).  
Реакции  5  и  6  позволяют  перевести  воду  в  твердую  фазу  и  получить  сухой  гранулированный 
продукт.  Однако,  избыток  воды  может  вызвать  гидролиз  соды  (реакция  7)  с  образованием  NaOH  и 
кристаллогидратов  с  его  участием,  которые  повышает  увлажняемость  и  слеживаемость  порошка. 
Аналогичный  эффект  –  образование  NaOH,  сопровождающееся  потерей    массы,  дает  и  реакция  8, 
протекающая  при  нагревании.  Поскольку  реакции  нейтрализации,  а  также    образование 
кристаллогидратов  солей,  являются  экзотермическими  процессами,  то  смешивание  реагентов 
сопровождается повышением температуры и требует охлаждения.  
Исходя из вышеизложенного, целью данной работы явилось исследование процесса и продуктов 
взаимодействия в системе Na
2
CO
3
  – H
3
PO
4
 – H
2
O  и разработка  способа получения  и состава моющих 
средств.  
Основная  часть.  Стехиометрическое  соотношение  в  системе  Na
2
CO
3
  –  H
3
PO
4
  –  H
2
O  при 
образовании сесквикарбоната по уравнению: 
 
6Na
2
CO
3
 + H

PO
4
 + (6+n)H
2

 3Na
2
CO

∙ aHCO

∙ 2H
2
O + Na
3
PO

∙ nH
2
O, 
 
где n – количество моль воды, связываемой в кристаллогидрат фосфатом натрия, равно 6 : 1 : 18, 
если весь тринатрийфосфат превратится в Na
3
PO
4
 ∙ 12H
2
O.  
Если же учесть, что Na
3
PO
4  
дает устойчивые гидраты не только с 12, но и с 8 и 10 моль воды, а 
Na
2
CO

может превращаться не только в сесквикарбонат, но и в моно- и гептагидраты, то становится 
понятным, что формирование кристаллической фазы в виде Na
2
CO

∙ NaHCO

∙ 2H
2
O  происходит при 
других условиях. 
Продукты взаимодействия Na
2
CO
3
 с H
3
PO
4
 явились основой (матрицей) для разработки состава 
моющего  средства  технического  назначения  (ТМС).  Как  показал  количественный  рентгенофазовый 
анализ,  сесквикарбонат  натрия  с  максимальным  выходом  (60–80  мас.  %)  образуется  при  молярном 
соотношении Na
2
CO

: H
3
PO
4
 : H
2
O = 5,3 : 1 : 15 и температуре 20–45
о
С [4]. Кроме карбонатфосфатной 
матрицы,  для  приготовления  ТМС  использованы  следующие  соединения:  жидкое  стекло,  карбамид, 
поверхностно-активные вещества. Жидкое стекло, состава (мас.%): Na
2
O–11,7, SiO
2
–33,8, способствует 
грануляции  пылевидной  соды,  повышает  pH  моющих  растворов  и  их  способность  диспергировать 
загрязнения,  удерживая  их  в  объеме  раствора.  Карбамид,  хорошо  растворимый  в  воде,  нарушает 
образование  упорядоченной  структуры  кристаллогидратов  (создает  дефекты  в  кристаллической 
решетке),  что  приводит  к  разрыхлению  гранул  порошка  и,  как  следствие,  понижению  насыпной 
плотности.  Содержание  карбамида  варьировали  в  пределах  0,4–0,8  мас.  %.  Введение  в  состав  ТМС 
поверхностно-активных  веществ,  способствует  лучшему  смачиванию  очищаемой  поверхности, 
эмульгированию,  пептизации  и  солюбилизации  загрязнений,  что,  в  итоге,  существенно  увеличивает 
моющую  способность.  В  настоящее  время,  применяют  различные  виды  ПАВ,  общее  содержание 
которых в ТМС, обычно, не превышает 5 мас. %. В разрабатываемом моющем средстве использовано 
неионогенное  ПАВ  –  неонол  АФ
9-9
,  и  смеси  неонола  с  тонилом,  олеиновой  кислотой  и 
алкилбензолсульфоновой кислотой (АБС–Н), суммарное  содержание которых составляло  2–3 мас. %.  
Расчетный состав образцов ТМС представлен в таблице 1.  
Состав  и  физико-технические  свойства  готового  продукта  определяются  не  только 
соотношением  взятых  для  реакции  компонентов,  но    и  условиями  смешения  (последовательность, 
продолжительность и температура), а также содержанием общей воды. 
 
 

90 
 
Таблица 1 – Расчетный состав опытных образцов 
Компоненты 
Содержание компонента (мас. %) в образце № 





Na
2
CO
3
 
55,0 
54,5 
53,1 
56,4 
56,2 
H
3
PO
4
 (в пересчете на P
2
O
5

6,9 
6,9 
5,9 
6,2 
6,2 
Na
2
CO
3
/H
3
PO
4
 (моль/моль) 
5,3 
5,3 
6,0 
6,0 
6,0 
H
2

26,6 
22,8 
14,8 
19,4 
19,1 
H
2
O/Na
2
CO

(моль/моль) 
2,8 
2,8 
2,8 
2,0 
2,0 
Na
2
SO
4
 
1,0 
1,0 
3,6 
5,6 
5,6 
Карбамид 
0,4 
0,4 
0,6 
0,8 
0,8 
ПАВ всего, в том  числе                             
– неонол                                  - – 
тонил                                    - – 
олеиновая    к–та                 - – 
АБС–Н 
2,0 
2,0              
–                  
–                 
– 
3,0 
1,5                     
1,5              
–                 
– 
2,0 
1,0                                
–              
1,0                      
– 
2,2 
1,6                  
–                     
–                  
0,6 
2,5 
1,4                  
–                     
–                  
1,1 
Жидкое стекло, в том числе  – 
– SiO
2
 
6,4           
2,2 
6,4           
2,2 
15,5         
5,2 
16,0             
5,4 
16,0              
5,4 
 
В  таблице  2  приведены  характеристики  исследуемых  порошков.  Выход  готового  продукта 
составил  92,3–95,6  мас.  %    и  определялся,  главным образом,   температурой  смеси  во время  реакции: 
чем  выше  температура,  тем  больше  потери  из-за  разложения  NaHCO
3
  и  испарения  воды. 
Неравномерность  напыления  кислоты  на  соду,  повышающая  локальную  концентрацию  кислоты  в 
реакционной массе, также снижает выход. Насыпная плотность порошков колеблется в пределах 0,74–
0,90  г/см
3
  и  определяется  как  их  составом,  так  и  условиями  смешения.  Можно  отметить,  что 
увеличение  доли  жидкого  стекла  в  композиции  снижает  насыпную  плотность  конечного  продукта, 
равно как и более низкая температура в реакционной массе.   
 
  
 
Таблица 2 – Физико-технические свойства порошков 
Свойства 
Номер образца 





Выход, мас. % 
92,30 
92,80 
95,60 
93,30 
93,90 
Насыпная плотность, г/см

0,74 
0,90 
0,85 
– 
0,86 
Гигроскопическая точка, %
 
88,04 
88,32 
87,43 
92,06 
92,42 
Содержание нерастворимого 
остатка, мас. % 
 
0,64 
 
0,42 
 
0,36 
 
0,77
 
 
0,27 
Содержание Р
2
О
5
, мас. % 
с учетом потери воды и CO
2
 
7,4 
6,8 
5,8 
– 
6,4 
6,8 
6,3 
5,6 
5,8 
6,0 
 
Отмечено, что все образцы устойчивы к слеживанию, так как имеют высокую гигроскопическую 
точку (87,4–92,4%). Показано, что содержание нерастворимого остатка, который представлен, главным 
образом, SiO

∙ nH
2
O, уменьшается с увеличением величины pH водного раствора порошка, что  можно 
объяснить ослаблением реакции гидролиза силиката натрия при значениях pH > 11,0. Содержание Р
2
О
5
 
в образцах колеблется в пределах 5,8–              7,4 мас. %, несмотря на близкие значения массовой доли 
фосфорной кислоты (5,9–6,9 мас. %). Если же учесть выход порошка, который ниже 100% по причине 
уноса  воды  и  CO
2
,  то  химически  определяемое  содержание  Р
2
О
5
  соответствует  массовой  доле 
фосфорной кислоты, взятой для приготовления композиции.   
 
 
В  таблице  3  приведены  физико–химические  свойства  порошков  и  их  моющая  способность.  На 
величину  pH  водного  раствора  с  содержанием  порошка  1  мас.  %,  влияет  соотношение  кислых  и 
щелочных  реагентов  при  получении  матрицы  и  моющего  средства  на  ее  основе:  чем  выше  массовая 
доля жидкого  стекла,  тем выше водородный показатель. Водородный показатель  раствора  порошков, 
содержащих  2,2  мас.  %  SiO
2
,  имеет  значение  ниже  11,  что  позволяет  использовать  такие  ТМС  для 
обезжиривания изделий из цветных металлов.  
 
 
 

91 
 
Таблица 3 – Физико-химические свойства порошков 
Свойства 
Номер образца 





рН 1 %-ной водной вытяжки 
10,9 
10,9 
11,1 
11,0 
11,1 
Поверхностное натяжение  
1%-го раствора ( ), мДж/м
2
 
39,5 
31,0 
38,0 
32,5 
32,8 
Поверхностная активность (g), 
мДж м
-2
(%)
-1 
65,7 
90,4 
64,6 
85,0 
82,2 
Критическая концентрация 
мицеллообразования (ККМ), 
мас. % 
 
0,2 
 
0,4 
 
0,2 
 
0,5 
 
0,2 
Моющая способность, мас. % 
99,4–99,8 
97,7–98,6 
86,4–97,7 
97,0–99,5 
98,2–99,8 
 
Все порошки обладают высокой поверхностной активностью, понижая поверхностное натяжение 
1%  водных  растворов  в  1,9–2,3  раза.  Активность  сохраняется  и  при  разбавлении  до  0,2–0,5  мас.  % 
(ККМ = 0,2–0,5 мас. %). В наибольшей мере поверхностное натяжение понижают смеси нейтрального 
ПАВ  (неонол)  и  анионогенного  ПАВ  (тонил,  АБС-Н).  Замена  части  неонола  на  олеиновую  кислоту 
(образец  3)  существенно  понижает  поверхностную  активность  раствора  ТМС  и  уменьшает  его 
моющую способность. В тоже время, увеличение массовой доли неонола (образец 2) или замена части 
неонола  на  тонил  или  алкилбензолсульфоновую  кислоту  (образцы  4  и  5)  понижает  поверхностное 
натяжение и увеличивает моющую способность. 
Холодное  обезжиривание  порошков,  определенное  по  очистке  металла  от  индустриального 
масла  при  20
о
C,  составляет  97,0–99,8  мас.  %.  Исключение  представляет  образец  3,  содержащий  в 
качестве  ПАВ  1  мас.  %  неонола  и  1  мас.  %  олеиновой  кислоты,  чья  моющая  способность  оказалась 
ниже 90%.  Наивысшей моющей способностью обладает образец № 1, содержащий 2 мас. % неонола 
АФ
9-9
. Замена части неонола на АБС–Н (образец № 5) сохраняет высокий моющий эффект, но требует 
более высокой концентрации ПАВ. 
Важной  эксплуатационной  характеристикой  ТМС  является  их  гранулометрический  состав, 
определяющий  такие  свойства    как  насыпная  плотность,  сыпучесть,  слеживаемость,  легкость 
растворения, стабильность при хранении и транспортировке. Как видно из табл.4, фракция ≥ 0,106 мм 
является  основной  в  порошках,  составляя  от  57  до  82  мас.  %.  Это  обеспечивает  низкую  пыльность, 
несминаемость и быструю растворимость порошка даже в холодной воде. 
 
Таблица 4 – Гранулометрический состав порошков 
Фракция с размером 
гранул, мм 
Содержание фракции (мас.%) в  образце № 





Более 1 мм 
22,0 
14,5 
9,1 
5,4 
9,2 
0,5 – 1,0  
31.0 
39,2 
28,5 
21,3 
24,9 
0,106 – 0,5 
45,9 
41,8 
53,2 
57,9 
58,1 
Менее  0,106 
1,1 
4,5 
9,2 
15,4 
7,8 
 
Высокие  эксплуатационные  показатели  порошков  обусловлены,  прежде  всего,  наличием  в 
наполнителе сесквикарбоната натрия (таблица 5). Содержание этой фазы составляет более           50 
мас. % от массы образца или 58,4 и 78,4 мас. % от массы всех карбонатов. Кроме Na
2
CO

∙ NaHCO

∙ 
2H
2
O,  ТМС  содержат  фосфаты  и  силикаты  натрия.  Фосфаты  в  порошке  представлены  в  виде 
кристаллогидратов Na
3
PO


 
8H
2
O и Na
3
PO
4  
∙ 12H
2
O.  
 
Таблица 5 – Фазовый состав порошков 
Фаза 
Содержание фазы (мас. %) в порошке № 


Na
2
CO

∙ NaHCO

∙ 2H
2
O, в том числе  
% от карбонатной фазы 
67,0 
78,4 
52,6 
58,4 
Na
2
CO

∙ H
2

18,4 
25,0 
Na
2
CO
3
 ∙ 7H
2

– 
4,2 
Na
3
PO
4
 ∙ 12H
2

8,0 
5,6 
Na
3
PO

∙ 8H
2

6,6 
4,2 

92 
 
Разработанный  способ  получения  ТМС  с  использованием  лабораторного  смесителя  (блендер 
марки  Bosch)  был  осуществлен  в  производственных  условиях  на  ОАО  «БЗПИ».  ТМС  получали  в 
шнековом  смесителе  типа
 
ЗЛ,  в  который  подавали  соду,  раствор  кислоты  заданной  концентрации  и 
далее последовательно остальные компоненты. Образовавшийся порошкообразный продукт по составу 
и свойствам соответствовал полученным в лаборатории образцам. 
Заключение.  На  основе  карбонатфосфатного  наполнителя  разработан  состав  и  получено 
способом  сухого  смешения    техническое  моющее  средство,  которое  обладает  высокой 
обезжиривающей  способностью  и  эффективно  очищает  металлические  изделия  от  масляных 
загрязнений. ТМС имеет высокую точку гигроскопичности в воздухе, не слеживается при хранении и 
транспортировке.  Благодаря  значению  рН  10,45  1  %  водной  вытяжки,  ТМС  можно  использовать  для 
очистки от минеральных масел как стальных изделий, так и  поверхностей из цветных металлов. 
 
Литература 
1.
 
Ковалев,  В.  М.,  Петренко  Д.  С.  Технология  производства  синтетических  моющих  средств.  –  М.: 
Химия, 1992. – 272 с. 
2.
 
Бесфосфатный  стиральный  порошок  «Умка»:  пат.  78  807  UA,  МПК  C 11 D 1/86,    C 11 D 3/10  / 
О. Н. Коваль, Ю. Б. Гуленок, Н. В. Рудюк; заявит. Коваль О. Н., Гуленок,             Ю. Б., Рудюк Н. В. – 
№ а200500403; заявл.17.01.05; опубл. 24.04.07. 
3.
 
Косметический  солевой  очищающий  продукт:  пат.  US  6,551,603  B1,  A61K  6/00  /  Paul  Vinski,  Craig 
Stephen Slavtcheff, Joanna Hong Zhang, Brian Andrew Crotty; заявл. 15.11.2000, опубл. 22.04.2003. 
 
4.
 
Сумич, А. И. Исследование условий получения сесквикарбоната натрия. / А. И. Сумич,  Л. С. Ещенко, 
А. Д. Алексеев, С. В. Чумак // Труды БГТУ. Химия и технология неорган. в-в. – 2012 – № 3.– С. 91–
94. 
 
 
УДК 66 : 502.171; 66 : 658.567 
 
ПОЛУЧЕНИЕ ПИГМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ  
ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ 
 
Ещенко Л.С., Жук Г.М. 
Белорусский государственный технологический университет, Минск, Беларусь 
 
Резюме 
Исследованы  осадки,  образующиеся  при  очистке  гальванических  производств  РБ.  Установлено 
влияние  ряда  факторов  на  образование  хромофорсодержащих  кристаллических  фаз  оксидов  железа, 
определяющих цвет, его чистота и яркость, продуктов термообработки гальваношламов. 
 
Summary 
Sludges from wastewater treatment series electroplating enterprise of Republic of Belarus are investigated. 
The influence of some factors on the formation of chromophore-containing crystalline phases of iron oxides that 
define the color, clarity and brightness of the products of heat treatment of galvanic slimes is established. 
 
Экологическая  опасность  гальванического  производства  определяется,  главным  образом, 
вредным  воздействием  на  различные  экосистемы  сточных  вод,  содержащих  компоненты 
технологических растворов. Установка систем очистки позволяет значительно уменьшить количество 
загрязняющих  веществ,  поступающих  в  природные  водоемы,  однако  приводит  к  появлению  другого 
фактора  негативного  воздействия  производства  на  окружающую  среду  –  отходов  очистных 
сооружений.  На  большинстве  современных  предприятий,  в  состав  которых  входят  участки  по 
нанесению гальванических покрытий, очистка сточных вод проводится с использованием современных 
высокоэффективных  методов,  что  позволяет  достигнуть  высокой  степени  очистки  и,  соответственно, 
довольно  низких  остаточных  концентраций  загрязнителей,  в  первую  очередь,  тяжелых  металлов  в 
сбрасываемой воде. С другой стороны, большая часть загрязнителей, выносимых из технологического 
процесса  промывными  водами  и  отработанными  растворами,  переходит  в  состав  отходов  процесса 
очистки  сточных  вод.  В  связи  с  этим,  в  последнее  время  наиболее  острой  проблемой  воздействия 
гальванического  производства  на  окружающую  среду  является  образование  токсичных  отходов,  а 
одним из способов снижения данного негативного воздействия – разработка способов их утилизации. 
Состав отходов, представляющих собой пастообразные осадки с влажностью 60–90 мас. %, зависит от 
многих факторов, в первую очередь – способа очистки и состава сточных вод. Осадки, образующиеся 

93 
 
при  очистке  сточных  вод  гальванических  производств,  являются,  как  было  отмечено  [1],  смесью 
оксигидратов  железа,  ферритов  с  общей  формулой  MeFe
3-n
O
n
,  гетерополисоединений,  имеющих 
молекулярные  звенья,  включающие  Fe(Me)OH  –  O  –.  Содержание  в  осадках  соединений  металлов, 
таких  как  хром,  никель,  медь,  цинк  зависит  от  условий  поверхностной  обработки  металлов  и  может 
составлять а пересчете на оксиды металлов 1,0–15,0 мас. %. 
Комплекс данных, полученных при исследовании железооксидных осадков, образующихся при 
очистке  сточных  вод  гальванических  производств,  позволил  установить,  что  подобные  отходы могут 
быть сырьем для получения на их основе пигментных материалов, поскольку, во-первых, они содержат 
в  своем  составе  хромофор,  в  частности  Fe
3+
  и  как  следствие  этого,  окрашены,  во-вторых,  содержат 
легирующие  добавки  в  виде  соединений  Zn,  Cu,  Ni,  Cr,  а  также  фосфор,  что  позволяет  получать 
термические пигментные материалы с широкой цветовой гаммой. Во многих работах, в частности, [2, 
3]  отмечается,  что  пигменты,  полученные  на  основе  железосодержащих  шламов  с  высоким 
содержанием железа при соответствующих оптимальных условиях и модифицировании, соответствуют 
требованиям,  предъявляемым  к  синтетическим  и  природным  железооксидным  пигментам.  Известно, 
что  на  основе  гальваношламов  могут  быть  получены  следующие  пигменты:  коричневые,  красно-
коричневые  с  техническими  характеристиками  на  уровне  характеристик  природного  пигмента  – 
железного  сурика,  синтетического  красного  –  α-Fe
2
O
3
,  антикоррозионные  пигментные  материалы  в 
виде  фосфатных и  ферритных соединений. Обобщение  и  анализ результатов  исследований в  области 
переработки  гальваношламов  на  пигментные  материалы  показывают,  что,  несмотря  на  их 
многочисленность, не существует единого подхода к решению проблемы утилизации гальваношламов, 
к  получению  на  их  основе  пигментных  материалов  с  комплексом  требуемых  физико-химических  и 
эксплуатационных  свойств.  Это  можно  объяснить  как  многообразием  сточных  вод,  отличающихся 
содержанием  компонентов,  несовершенством  многих  методов  их  очистки,  так  и  непостоянством 
фазового, химического, дисперсного состава шламов, образующихся при очистке. 
В данной работе исследованы и определены основные факторы, влияющие на состав и свойства 
пигментных материалов, получаемых термической обработкой осадков, образующихся при различных 
методах  и  условиях  очистки  сточных  вод  гальванических  производств,  в  частности, 
электрокоагуляционной,  гетерокоагуляционной  с  использованием  ферриферрогидрозоля,  реагетной 
при  нейтрализации  сточных  вод  известковым  молоком.  С  этой  целью  изучен  состав  ряда  осадков, 
образующихся на машиностроительных, металлургических, металлообрабатывающих предприятиях РБ 
при очистке сточных вод гальванических производств. На основании результатов химического анализа 
рассчитаны молярные соотношения между компонентами осадков, представленные в таблице. 
 
Таблица  – Молярное соотношение компонентов шлама, высушенного при 100°С 
№ образца 
Молярное соотношение 
Fe
2
O

: ZnO : CaO : Cr
2
O

: NiO : CuO 

 1  :  0,31  : 0,32  :  0,04  :  0,02 : 0,93 

  1 :  0,42  :  0,35  :  0,05 :  0,01  :  0,01 

                                        1  :  1,52  :  2,69  :  0,11  :   0   :   0 

 1 : 0,03  :  0,20  :  0,13  :  0,22 : 0,03 
Выделены  группы  шламов  отличающиеся  содержанием  соединений  железа,  хрома,  никеля, 
цинка, кальция:  

1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   38


©emirb.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

войти | регистрация
    Басты бет


загрузить материал