2Uchinchi renessansyosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
ПОЛУЧЕНИЕ ПЕРМУТИТНОГО АДСОРБЕНТА
Ш. И. Бердиев,
Ташкентский химико-технологический институт, Ф. И. Эркабаев, Ш. Б. Раббимкулова
Научно-исследовательский институт экологии и природоохранных технологии при Министерстве природных ресурсов.
Узбекистан.
В проведенных научных исследованиях [1-3], сорбенты, полученные на основе торфа и древесной стружки, предложены для переработки нефти и умягчения технологической воды, очистки гальванических сточных вод, при этом целлюлоза в составе древесных опилок является восстановителем, и применяются для восстановления и выделения некоторых ионов тяжелых металлов. Широко распространенные природные минералы, как бентонит (монтмориллонит), каолинит, биотит, вермикулит, глауконит, считаются эффективными и перспективными при умягчении промышленных сточных вод и очистке тяжелых металлов [4,5]. Это связано с тем, что природные минералы недорогие и в месторождениях имеются в достаточном количестве, эксплуатационные свойства которых являются достаточно высокими.
Свойства природных минералов адсорбировать различных ионов объясняются их химическим, минералогическим составом, а также структурой кристаллов и дисперсностью их частиц. Основными компонентами в них являются SiO2 (30-70 %), АЪОз (10-40 %) и ^0 (5-10 %), удельная поверхность которых составляет до 450 м2/г.
Природные цеолиты относятся к группе каркасных алюмосиликатов, кристаллическая решетка которых образуется тетраэдрами [БЮ4]4- и [А1О4]5-.
Использование цеолитов тоже имеют свои недостатки, которые являются ограничения в размерах окон и полостей цеолитов, поэтому к обмену на цеолитах способны только сравнительно небольшие ионы. Часто наблюдается неполный обмен, что связано с наличием в цеолитах центров, доступных для одних и недоступных для других ионов. Степень обмена в значительной степени зависит от температуры, что препятствует использованию цеолитов в водоочистке. Кроме того, партии добываемых цеолитов значительно отличаются по ситовому эффекту, разнятся по ионообменной способности и по
306
May 15, 2024
Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
рядам селективности, что затрудняет создание и эксплуатацию ионообменных фильтров на их основе.
В синтетических цеолитах устранены эти недостатки, имеющие лучшие по сравнению с природными свойства, однако их применение в водоочистке ограничивается достаточно высокой стоимостью.
На ряду с эффективностью цеолитов в качестве сорбционных материалов, их использование удорожает процесс очистки воды из-за их высокой стоимости, избирательной эффективности, сложности процесса регенерации. Поэтому проблема поиска и изучение возможности применения дешевых и эффективных природных материалов для водоочистки является актуальной.
Основными проблемами при очистке сточных вод, загрязненных различными органическими и неорганическими веществами являются дорогостоящие и в основном импортируемые из-за рубежа различные сорбенты, сорбенты-иониты, которые используются в различных отраслях промышленности.
В промышленности для умягчения технических вод применяют различные минеральные и синтетические адсорбенты, в том числе натриевый пермутит, который удаляют из технических вод ионы кальция и магния, заменяя их в эквивалентном количестве ионами натрия. Умягченные пермутитом воды применяют в паровых котлах, если в этом случае применить водород пермутит (Н-пермутит) уменьшается солесодержание и заметно улучшается работа паровых котлов, особенно паровых котлов высокого давления, а также повышается их КПД.
Установлено, что Н-пермутит можно получать из треххлористого алюминия и силиката натрия в водной среде, при этом точность соотношения компонентов играет большую роль для образования Н-пермутита.
Для получения Н-пермутита пользовались треххлористым алюминием, для этого 23 грамма Ка8Ю3^9И2О растворили в дистиллированной воде, объемом 2 л и 3,5 грамм А1С13 в дистиллированной воде, объемом 1 л и в течение 10 минут перемешивали при комнатной температуре. Химизм реакции данного процесса можно описать в виде нижеследующего уравнения:
2А1С1з + 3 КагБЮз^ИгО + НгО = Н2АЪ812О8 • п НгО| + 6№С1 + SiO2 При этом Н-пермутит выпадает в осадок, №С1 и SiO2 остается в растворе. Продукт отфильтровывали, промывали, сушили при температуре 1100С до постоянного веса и определяли выход продукта. В нашем случае высушенный
307
May 15, 2024
Uchinchi renessansyosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current
ChaLes.hnnoeon.andPru.en
продукт составил 14,2 грамма, выход которого составил 54 %. По данной технологии получили образец Н-пермутита в количестве 1,2 кг.
Полученный продукт подвергли грануляции, для этого в качестве пластификатора добавили 10 % обогащенный бентонит Навбахорского месторождения. В готовую смесь добавили воду в оптимальном количестве для грануляции, определенного предварительно и которое составило 22 % и гранулировали в лабораторном грануляторе ФШ-004, диаметром отверстий шнека 1,0 мм. Готовые гранулы сушили при температуре 1800С при периодическом перемешивании. Высушенные гранулы просеивали через сита диаметрами 3,0 и 1,0 м, отделяли среднюю фракцию для изучения сорбционных свойств.
Продукт разместили в сорбционной колонне, приготовили модельный раствор, содержащие ионы Fe2+ в количестве 20 мг/л и исследовали сорбционные свойства полученного Н-пермутита. Полученные данные по определению сорбционной емкости приведены на рис.
Как видно, из рис. ионы Fe2+ активно поглощается в первые 20 минут, далее до 40 минут процесс идет относительно медленно. По предварительным данным сорбционная ёмкость полученного сорбента по ионам Fe2+ составила 0,75 мг/г.
По результатам исследований оптимальные
проведенных определены соотношения компонентов для получения Н-перутита, полученный продукт выделен из водной среды, подбирая пластификатор и оптимального количества воды получен гранулы определенной фракции. Данный продукт можно успешно применить при очистке вод паровых котлов высокого давления, при этом эффективное умягчение и снижение общей минерализации вод положительно влияет на повышение КПД паровых установок.
REFERENCES
1. I.Ruzmatov, F.I.Erkabayev, D.B.Saidmirzayeva, Sh.Sh.Odilova, D.A.Xolmominova, M.M.Turdimurodova, J.A.Bazarova. Increase in current efficiency during the reduction of chromate ions. // Problems in the textile and light industry in the context of integration of science and industry and ways to solve them: ptlicisiws-2, 4-5 May
May 15, 2024
308
Tashkent Institute of Economics and Pedagogy
Uchinchi renessans yosh olimlari: zamonaviy vazifalar,
innovatsiya va istiqbol Young Scientists of the Third Renaissance: Current Challenges, Innovations and Prospects
2023. Namangan, Uzbekistan, Volume 3045, Issue 1, 11 March 2024. https://doi.org/10.1063/5.0197490.
2. Временные рекомендации по электрохимической очистке промышленных сточных вод от шестивалентного хрома с использованием стальных электродов. - М: Химия, 1977. - 35 с.
3. Гурков А. И., Монгайт И. Л., Розель И. Д. Методы очистки промышленныхх сточных вод.: Справочник.- М.: Стройиздат, 1977.-204 стр.
4. Яковлев С. В., Краснобородько И. Г., Рогов В. М. Технология электрохимической очистки воды. Ленинград: Стройиздат, Ленинградское отделение. -1987.- с. 145.
5. Хаджибаев Д.А., Мухаммадиева Д.А., Эркабаев Ф.И. Очистка сточных вод от тяжелых металлов электрохимическим методом // Журнал «Химическая промышленность», г.Санк-Петербург. 2020 г. Т.97, №2 С.77-81.
May 15, 2024
