DOI: https://doi.org/10.32347/2411-4049.2020.2.30-42

Енергоощадна переробка гальванічних шламів феритизаційним методом

Bogdan Yemchura, Gennadii Kochetov, Aleksey Vasiliev, Dmitry Samchenko

Анотація


Розглянуто перспективу підвищення рівня екологічної безпеки промислових підприємств шляхом реалізації ресурсозберігаючої технології переробки токсичних відходів – гальванічних шламів – методом феритизації. Експериментально підтверджено переваги застосування електромагнітного імпульсного методу активації процесу феритизації в порівнянні з традиційним термічним. Рекомендується використання електромагнітних імпульсних розрядів з амплітудою магнітної індукції 0,298 Тл та частотою імпульсів від 0,5 до 10 Гц для проведення активації процесу. Такий спосіб активації забезпечує високий ступінь вилучення іонів важких металів – 99,97% та повторне використання очищеної води на виробництві. Встановлені закономірності феритизаційного вилучення важких металів в діапазоні значень реакційної швидкості аерації суміші 0,225 ÷ 0,075 м3/год при різних способах активації. Досліджено фізичні властивості та структуру осадів феритизації. Екологічно безпечні феритизаційні осади характеризуються високим ступенем ущільнення на центрифузі (більш ніж 90%) та кристалічною структурою з максимальним вмістом феритних фаз з магнітними властивостями. Метод електромагнітної імпульсної активації має також і незаперечні енергетичні переваги в порівнянні з традиційним високотемпературним: затрати електроенергії знижуються більш ніж на 60%. Крім того, зменшення швидкості аерації до 0,075 м3/год дає можливість додатково здешевити запропоновану технологію. Іммобілізація важких металів у екологічно безпечні феритні осади дає можливість подальшої утилізації відходів в товарних продуктах. Запропонований процес переробки гальванічних відходів удосконаленим методом феритизації запобігає забрудненню навколишнього середовища, забезпечує ефективне і раціональне використання води, сировини та енергії в системі гальванічного виробництва.


Ключові слова


гальванічні шлами; важкі метали; феритизація; електромагнітні імпульсні розряди

Повний текст:

PDF

Посилання


Tokach, Y.E., Rubanov, Y.K., Pivovarova, N.A., & Balyatinskaya, L.N. (2013). Galvanic Sludge Recycling with the Extraction of Valuable Components. Middle-East Journal of Scientific Research, 18(11), 1646-1655. doi: 10.5829/idosi.mejsr.2013.18.11.70119.

Kurama, H. (2009). Treatment and recovery of nickel rich precipitate from plating plant waste. Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 17(4), 212-218. doi: 10.3846/1648-6897.2009.17.212-218.

National report on the state of the environment in Ukraine in 2015. (2017). Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine. Kyiv: FOP Grin DS. (in Ukrainian)

Tua, Yao-Jen, Chang, Chien-Kuei, Youa, Chen-Feng, & Wangc, Shan-Li. (2012). Treatment of complex heavy metal wastewater using a multi-staged ferrite process. Journal of Hazardous Materials, 209-210, 379-384.

Teremova, M.I., Petrakovskaya, E.A., Romanchenko, A.S., Tuzikov, F.V., Gurevich, Y.L. Tsibina, O.V., & Yakubailik, E.K. (2016). Ferritization of industrial waste water and microbial synthesis of iron-based magnetic nanomaterials from sediments. Environmental Progress and Sustainable Energy, 35(5), 1407-1414. doi: 0.1002/ep.12368.

Prietoa, F., Barrado, E., & Medinac, J. (2001). Characterisation of zinc bearing-ferrites obtained as byproducts of hydrochemical waste-water purification processes. Journal of Alloys and Compounds, 325(1-2), 269-275.

Barrado, E., Rieto, F., & Garay, F.J. (2002). Characterization of nickel-bearing ferrites obtained as byproducts of hydrochemical wastewater purification processes. Electrochimica Acta, 47(22-23), 1959-1965.

Barrado, E., Prieto, F., & Vega, M. (2000). Characterization and electrochemical behavior of a copper ferrite obtained by in situ precipitation from aqueous solutions. Electroanalysis, 12(5), 383-389.

Heuss-Aßbichler, S., John, M., Klapper, D., Bläß, U. W., & Kochetov, G. (2016). Recovery of copper as zero-valent phase and or copper oxide nanoparticles from wastewater by ferritization. Journal of Environmental Management, 33-41.

Kochetov, G., Samchenko, D., & Naumenko, I. (2014). Improvement of the ferritisation method for removal of nickel compounds from wastewater. Givil and Environmental Engineering, 5, 143-148.

Kochetov, G.M., Prikhna, T.O., Samchenko, D.M., & Kovalchuk, O.Yu. (2019). Development of ferritization processing of galvanic waste with energy saving electromagnetic pulse activation of the process. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/10(102), 6‒14.

Kochetov, G., Prikhna, T., Kovalchuk, O., & Samchenko, D. (2018). Research of the treatment of depleted nickel-plating electrolytes by the ferritization method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3/6(93), 52-60. doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133797.

Frolova, L.A., Pivovarov, A.A., & Baskevich, A.S. (2014). Structure and properties of nickel ferrites produced by glow discharge in the Fe2+– Ni2+– SO42− – OH− system. Russ J Appl Chem, 87(8), 1054-1059.

Srinivasan, R., Lin, R., Spicer, R.L., & Davis, B.H. (1996). Structural features in the formation of the green rust intermediate and γ-FeOOH. Col. and Surf. A: Physicochem. and Engin. As., 113(1), 97-105.

Gunjakar, J.L., More, A.M., Gurav, K.V., & Lokhande, C.D. (2008). Chemical synthesis of spinel nickel ferrite (NiFe2O4) nano-sheets. App Surf Sci., (254), 5844-5848.


Метрики статей

Завантаження метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2020 Bogdan Yemchura, Gennadii Kochetov, Aleksey Vasiliev, Dmitry Samchenko

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (онлайн-версії) - 2616-2121
ISSN (друкованої версії) - 2411-4049