Дослідження вилуговування важких металів із продуктів феритизаційної переробки гальванічних шламів
DOI:
https://doi.org/10.32347/2411-4049.2021.3.76-87Ключові слова:
гальванічні відходи, феритизація, вилуговування, важкі металиАнотація
Розглядається перспектива підвищення рівня екологічної безпеки промислових підприємств в результаті реалізації ресурсозберігаючої технології переробки гальванічних шламів. Проведено експериментальне дослідження стійкості осадів феритизаційної переробки гальванічних шламів і відпрацьованих технологічних розчинів. В результаті динамічного вилуговування іонів важких металів визначено іммобілізаційні властивості осадів, які отримані при різних технологічних параметрах процесу феритизації. Показано, що рівень іммобілізації важких металів у феритних осадах має суттєво вищі значення в порівнянні з осадами традиційної нейтралізації стічних вод. Встановлено, що осад, який отриманий при наступних ключових параметрах реакційної суміші для проведення процесу феритизації: сумарній концентрації іонів важких металів 10,41 г/дм3; співвідношенні концентрацій іонів феруму до сумарної концентрації інших важких металів 4/1 та величині рН 10,5, характеризується найвищим ступенем іммобілізації важких металів в осаді 99,96% мас. Використовуючи результати повного факторного експерименту, отримано рівняння регресії залежностей вилуговування іонів важких металів (феруму, нікелю, міді та цинку) із феритних осадів від співвідношення концентрацій іонів феруму до сумарної концентрації інших важких металів та величини рН реакційної суміші. Проведена оцінка адекватності коефіцієнтів рівнянь регресії за критеріями Стьюдента та Фішера, які з надійністю 95% відповідають експериментальним результатам дослідження. Запропонований алгоритм розрахунку надає можливість підвищення ефективності та автоматизації феритизаційного процесу. Використання результатів дослідження дозволить реалізувати надійну утилізацію феритизованих гальванічних відходів шляхом їх введення в шихту для отримання лужних цементів спеціального призначення.
Посилання
Derzhstat Ukrainy. (1998‒2021) [in Ukrainian].
Zueva, S., Ferella, F., Ippolito, N.M., Ruduka, E., & De Michelis, I. (2021). Wastewater Treatment from Galvanization Industry with Zinc recovery. E3S Web of Conferences, 247, 01064. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124701064.
Marcus, M.-I.,Vlad, M., Deak, G., Moncea, A., Panait, A.-M., & Movileanu, G. (2020). Thermal stability of inorganic pigments synthesized from galvanic sludge. Revista de Chimie, 71(8), 13-20. https://doi.org/10.37358/rc.20.8.8274.
Vitkalova, I.A., Uvarova, A.S., Pikalov, E.S., & Selivanov, O.G. (2020) Lanthanum oxide application for modifying the properties of chemically resistant ceramics produced with galvanic sludge additive. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research, 8(8), 4544-4547. https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/81882020.
Tsvetkov, M.P., Milanova, M.M., Cherkezova-Zheleva, Z.P., Abrashev, M.V., & Mitov, I.G. (2021). Catalytic and photocatalytic properties of zinc-nickel ferrites. Journal of Chemical Sciences, 133(1), 24. https://doi.org/10.1007/s12039-020-01882-2.
Zhang, J., Gao, X., Ma, D., Xie, L., & Deng, Y. (2021). Copper ferrite heterojunction coatings empower polyetheretherketone implant with multi-modal bactericidal functions and boosted osteogenicity through synergistic photo Fenton-therapy. Chemical Engineering Journal, 422, 130094. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130094.
Zhang, Y., He, H., Wang, H., Chen, G., An, X., & Wang, Y. (2021). Evolution of microstructure and mechanical properties of Cr ferrite/martensite steels with different Si content after long-term aging at 550 °C. Journal of Alloys and Compounds, 873, 159817. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159817.
Yemchura, B., Kochetov, G., Samchenko, D., & Prikhna, Т. (2021). Ferritization-Based Treatment of Zinc-Containing Wastewater Flows: Influence of Aeration Rates. Environmental Science and Engineering, 171-176. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51210-1_29.
Birčáková, Z., Füzer, J., Kollár, P., Bureš, R., & Fáberová, M. (2019). Magnetic properties of Fe-based soft magnetic composite with insulation coating by resin bonded Ni-Zn ferrite nanofibres. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 485, 1-7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.04.060.
Marciniak, K., Grabowska, K., Stempien, Z., Rutkowska, A., & Taranek, D. (2016). Woven fabrics containing hybrid yarns for shielding electromagnetic radiation. Fibres and Textiles in Eastern Europe, 24(6), 120, 109-115. DOI: https://doi.org/10.5604/12303666.1221744.
Antipov, V.B., Potekaev, A.I., Vorozhtsov, A.B., Melentyev, S.V., & Tsyganok, Y.I. (2016). Radio-Absorbing Nanocoatings on Corrugated Surface. Russian Physics Journal, 59(8), 1225-1230. DOI: https://doi.org/10.1007/s11182-016-0895-4.
Krivenko, P.V., Kovalchuk, O.Yu., Kyrychok, V.I., & Guziy, S.G. (2015). Sulfate resistance of alkali activated cements. Materials science forum, 865, 95-106. DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.865.95.
Kovalchuk, O., Kochetov, G., & Samchenko, D. (2019). Study of service properties of alkali-activated cement using wastewater treatment residues. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708 (1). 012087. https://doi.org/10.1088/1757-899X/708/1/012087.
Kovalchuk, O., Kochetov, G., Samchenko, D., & Kolodko, A. (2019). Development of a technology for utilizing the electroplating wastes by applying a ferritization method to the alkalineactivated materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2/10, 98, 27-34. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.160959.
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. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.184179.
Yemchura, B., Kochetov, G., & Samchenko, D. (2018). Ferrit cleaning of waste water from zinc ions: influence of aeration rate. Problems of Water supply, Sewerage and Hydraulic, 30, 14-22. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2018.30.14-22.
Kochetov, G., Kovalchuk, O., & Samchenko, D. (2020). Development of Technology of Utilization of Products of Ferritization Processing of Galvanic. Waste In The Composition of Alkaline Cements. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10-107), 6-13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215129.
Statiukha, H.O., Skladannyi, D.M., & Bonarenko, O.S. (2011). Introduction to planning the optimal experiment. IVС «Politekhnika» [in Ukrainian].
Bakhrushyn, V.Ie. (2011). Methods of data analysis [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Dmitry N. Samchenko, Leonid I. Potapenko, Gennadii М. Kochetov, Oleksandr Y. Kovalchuk, Aleksey Vasiliev, Oksana M. Nechipor
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.
