Исследование электрофлотационного извлечения никеля

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФЛОТАЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ НИКЕЛЯ Бажанова А.И.1, Темников С.Р.2, Крайнов Д.А.3, Сладь Н.А.4,

Кабиров Р.Р.5

1Бажанова Анна Игоревна - магистрант, кафедра физической и коллоидной химии, факультет химии и технологии полимеров в медицине и косметике; 2Темников Станислав Романович - студент;

3Крайнов Денис Александрович - студент, кафедра оборудования пищевых производств, факультет пищевой инженерии;

4Сладь Наталья Андреевна - студент, кафедра технологии синтетического каучука, факультет технологии и переработки каучуков и эластомеров;

5Кабиров Радимир Рафаэлевич - студент, кафедра химии и технологии высокомолекулярных соединений, факультет энергонасыщенных материалов и изделий, Казанский национальный исследовательский технологический университет,

г. Казань

Аннотация: исследован процесс электрофлотационного извлечения малорастворимых соединений никеля из промывных вод после операции гальванического нанесения покрытия никель-фосфор. Определен диапазон рН, при котором возможна максимальная степень извлечения соединений никеля. Установлено влияние добавок (флокулянтов) на эффективность процесса извлечения.

Одним из наиболее эффективных методов извлечения ионов тяжелых и цветных металлов из сточных вод различных производств является электрофлотация. Поэтому проведено исследование электрофлотационного процесса извлечения соединений никеля из промывных вод после операции гальванического нанесения покрытия никель-фосфор. Электролит имеет следующий состав: с(NiSО4) - 70г/л; с(НС1) - 1г/л; с(КИ2СИ2сООН) - 15г/л;, сахаринат натрия 2 г/л; лаурилсульфат натрия 0,005 г/л. Таким образом промывные воды могут содержать все перечисленные выше химические соединения.

Извлечение ионов №(П) из водных систем осуществлялось в непроточном электрофлотаторе с нерастворимыми металл-оксидными анодами.[1] Эксперименты проводились в интервале рИ 6 - 12. Эффективность электрофлотационного процесса извлечения из раствора малорастворимых соединений никеля оценивали по степени извлечения а (%),которую рассчитывали как отношение разницы между исходным и конечным содержанием никеля в растворе к исходному содержанию (суммарно в дисперсной и ионной формах):

/Сисх—Сост\ „««п/

а = (-) * 100%

V Сисх /

Массовую концентрацию никеля(П) измеряли по стандартизованной методике на атомно - абсорбционном масс-спектрометре КВАНТ-АФА. Измерения были проведены на оборудовании Центра коллективного пользования имени Д.И. Менделеева.

В таблице 1 представлены экспериментальные данные влияния рИ среды на эффективность электрофлотационного извлечения соединений никеля из промывных вод.

Степень извлечения а, %

рН Промывные воды

Модельный раствор N^0,, после электрофлотации, аЭФ после электрофлотации с последующим фильтрованием, аЭФ+Ф

6 - 23 27

7 - 25 27

8 - 35 37

9 93 55 73

10 97 67 81

11 99 70 91

12 98 67 88

с0(№2+) = 100 мг/л; т =10 мин; i=0,4 А/л

Установлено, что эффективность процесса извлечения нерастворимых соединений никеля из промывных вод намного ниже, чем из модельных растворов сульфата никеля. Показано, что максимальная степень извлечения соединений никеля соответствует значению рН среды равному 11 и составляет 69 %. Следует отметить, что после процесса фильтрования обработанного раствора степень извлечения возрастает до 91 %. Таким образом, в течении электрофлотационной обработки, не удается извлечь все образованные частицы. Можно предположить, что размер частиц настолько мал, что не происходит образования флотокомплекса частица-пузырь газа. Поэтому далее было исследовано влияние органических добавок (флокулянтов) на эффективность процесса электрофлотационного извлечения соединений никеля.

Таблица 2. Влияние флокулянтов различной природы на степень извлечения (а) малорастворимых соединений никеля из промывных вод

т, мин Степень извлечения а, %

Без добавок 8ирегАос N 300

2 33 24 25 20

5 41 26 25 48

10 70 63 47 65

15 70 73 72 80

20 72 75 74 85

В таблице 2 представлены экспериментальные результаты влияния флокулянтов различной природы на степень извлечения соединений никеля из промывных вод.

Из экспериментальных данных установлено, что введение в раствор катионного флокулянта Superfloc С-496 повышает степень извлечения никеля до 85 % после 20 мин обработки.

Таким образом, в результате экспериментальных исследований было определено значение диапазона рН, при котором достигается максимальная степень извлечения соединений никеля, а также установлено, что введение катионного флокулянта позволяет интенсифицировать процесс, однако необходимость в последующем фильтровании имеет место быть.

I 5 I

Список литературы

1. Темников С.Р., Крайнов Д.А., Кабиров Р.Р., Сладь Н.А., Бажанова А.И. «Извлечения труднорастворимых соединений никеля(11) из водных растворов нитратов электрофлотационным методом» // Научные исследования. № 5 (24), 2018.