Енергоощадна переробка гальванічних шламів феритизаційним методом
DOI:
https://doi.org/10.32347/2411-4049.2020.2.30-42Ключові слова:
гальванічні шлами, важкі метали, феритизація, електромагнітні імпульсні розрядиАнотація
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.
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.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Bogdan Yemchura, Gennadii Kochetov, Aleksey Vasiliev, Dmitry Samchenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Збірник «Екологічна безпека та природокористування» працює у рамках міжнародної ліцензії Creative Commons Attribution («із зазначенням авторства») 4.0 International (CC BY 4.0).
Ліцензійна політика журналу сумісна з переважною більшістю політик відкритого доступу та архівування матеріалів.
