Дослідження очистки відпрацьованих електролітів нікелювання методом феритизації

Автор(и)

  • Gennadii Kochetov Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0003-0041-7335
  • Tatiana Prikhna Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля вул. Автозаводська, 2, м. Київ, Україна, 04074, Україна https://orcid.org/0000-0002-9458-8479
  • Oleksandr Kovalchuk Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0001-6337-0488
  • Dmitry Samchenko Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037, Україна https://orcid.org/0000-0003-3305-8180

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133797

Ключові слова:

очистка стічних вод, феритизація, промислові виробництва, електроліти нікелювання, важкі метали, відходи, утилізація

Анотація

Останнім часом значна увага приділяється розробці комплексної переробки промислових стічних вод, що забезпечує як належний ступінь очистки для організації оборотного водопостачання, так і подальшу утилізацію відходів очищення води. Представлено удосконалений процес феритизації, який дозволяє зменшити вихідні концентрації іонів нікелю у відпрацьованих електролітах нікелювання з 50–100 г/дм3 до <0,2 мг/дм3. Розроблено експериментальний ферит-реактор з використанням традиційного термічного та електромагнітного імпульсного способу активації процесу феритизації в діапазоні генеруючих частот до 0,9 кГц. Встановлені енергетичні переваги використання електромагнітної імпульсної активації в порівнянні з високотемпературною. Досліджено кінетику вилучення іонів нікелю та заліза з водних розчинів. Експериментально визначено вплив основних технологічних параметрів феритизації при різних способах активації. Найефективніші результати очистки висококонцентрованих стічних вод були досягнуті із застосуванням електромагнітного імпульсного (Т=20 ºС) та термічного (Т=70 ºС) способів активації процесу феритизації при вихідному співвідношенні концентрацій Fe2+/Ni2+ в межах 3/1–4/1, сумарній концентрації іонів важких металів 20–25 г/дм3, початковому рН реакційної суміші 9,5, тривалості процесу феритизації 15 хв. Виконано дослідження фазового складу і фізичних властивостей осадів феритизації. Здійснено порівняльний аналіз об’ємів осадів при різних способах ущільнення. Осади здебільшого характеризуються кристалічною структурою, феромагнітними властивостями і значною хімічною стійкістю. Це забезпечує реальні екологічні шляхи утилізації, що дозволяє уникнути втрат цінного та водночас токсичного металу – нікелю. Запропонований комплексний процес переробки рідких промислових відходів запобігає забрудненню навколишнього середовища, забезпечує ефективне і раціональне використання води, сировини та енергії в системі гальванічного виробництва

Біографії авторів

Gennadii Kochetov, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімії

Tatiana Prikhna, Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля вул. Автозаводська, 2, м. Київ, Україна, 04074

Доктор технічних наук, професор, член-кореспондент НАН України, завідувач відділом

Відділ № 7

Oleksandr Kovalchuk, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний інститут в’яжучих речовин і матеріалів

Dmitry Samchenko, Київський національний університет будівництва і архітектури пр. Повітрофлотський, 31, м. Київ, Україна, 03037

Кандидат технічних наук, молодший науковий співробітник

Науково-дослідна частина

Посилання

  1. Rubanov, Yu. K., Tokach, Yu. E., Nechaev, A. F., Ognev, M. N. (2009). The galvanic productions waste waters and sludges processing with the heavy metals ions extraction. European Journal of Natural History, 6, 79–80.
  2. Fu, F., Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: A review. Journal of Environmental Management, 92 (3), 407–418. doi: 10.1016/j.jenvman.2010.11.011
  3. Lu, H.-C., Chang, J.-E., Shih, P.-H., Chiang, L.-C. (2008). Stabilization of copper sludge by high-temperature CuFe2O4 synthesis process. Journal of Hazardous Materials, 150 (3), 504–509. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.04.130
  4. Petrick, L., Dubowski, Y., Klas, S., Lahav, O. (2008). Stable Incorporation of Co2+ into Ferrite Structure at Ambient Temperature: Effect of Operational Parameters. Water, Air, and Soil Pollution, 190 (1-4), 245–257. doi: 10.1007/s11270-007-9597-4
  5. Pritosiwi, G. (2012). Removal of Metal Ions from Synthetic und Galvanic Wastewater by Their Incorporation Into Ferrites. Harburg: Die Technische Universität Hamburg-Harburg, 194.
  6. Kochetov, G., Zorya, D., Grinenko, J. (2010). Integrated treatment of rinsing copper-containing wastewater. Civil and Environmental Engineering, 1 (4), 301–305.
  7. 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, 181, 1–7. doi: 10.1016/j.jenvman.2016.05.053
  8. Tu, Y.-J., Chang, C.-K., You, C.-F., Wang, S.-L. (2012). Treatment of complex heavy metal wastewater using a multi-staged ferrite process. Journal of Hazardous Materials, 209-210, 379–384. doi: 10.1016/j.jhazmat.2012.01.050
  9. Yadollahpour, A., Rashidi, S., Ghotbeddin, Z., Rezaee, Z. (2014). Electromagnetic Fields for the Treatments of Wastewater: A Review of Applications and Future Opportunities. Journal of Pure and Applied Microbiology, 8 (5), 3711–3719.
  10. Kochetov, G., Samchenko, D., Naumenko, I. (2014). Improvement of the ferritisation method for removal of nickel compounds from wastewater. Givil and Environmental Engineering, 5 (4), 143–148.
  11. Faber, X., Thompson, B. (2016). Corrigendum to “On the field of definition of a cubic rational function and its critical points” [J. Number Theory 167 (2016) 1–6]. Journal of Number Theory, 169, 439–440. doi: 10.1016/j.jnt.2016.06.002
  12. Kochetov, G. M., Samchenko, D. N., Potapenko, L. I. (2016). Kinetics ferritic wastewater treatment. Problems of water supply, drainage and hydraulics, 26, 118–122.
  13. Lu, J., Liu, F., Luo, X. (2014). Selection of image features for steganalysis based on the Fisher criterion. Digital Investigation, 11 (1), 57–66. doi: 10.1016/j.diin.2013.12.001
  14. 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.
  15. Frolov, L. A., Pivovarov, A. A., Baskevich, A. S., Kushnerev, A. I. (2014). Structure and properties of nickel ferrites produced by glow discharge in the Fe2+-Ni2+-SO 4 2− -OH− system. Russian Journal of Applied Chemistry, 87 (8), 1054–1059. doi: 10.1134/s1070427214080084
  16. Ozmen, M., Can, K., Arslan, G., Tor, A., Cengeloglu, Y., Ersoz, M. (2010). Adsorption of Cu(II) from aqueous solution by using modified Fe3O4 magnetic nanoparticles. Desalination, 254 (1-3), 162–169. doi: 10.1016/j.desal.2009.11.043
  17. Gawande, M. B., Branco, P. S., Varma, R. S. (2013). Nano-magnetite (Fe3O4) as a support for recyclable catalysts in the development of sustainable methodologies. Chemical Society Reviews, 42 (8), 3371. doi: 10.1002/chin.201326221
  18. Gunjakar, J. L., More, A. M., Gurav, K. V., Lokhande, C. D. (2008). Chemical synthesis of spinel nickel ferrite (NiFe2O4) nano-sheets. Applied Surface Science, 254 (18), 5844–5848. doi: 10.1016/j.apsusc.2008.03.065
  19. Kryvenko, P., Hailin, C., Petropavlovskyi, O., Weng, L., Kovalchuk, O. (2016). Applicability of alkali-activated cement for immobilization of low-level radioactive waste in ion-exchange resins. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (6 (79)), 40–45. doi: 10.15587/1729-4061.2016.59489
  20. Krivenko, P., Kovalchuk, O., Pasko, A. (2018). Utilization of Industrial Waste Water Treatment Residues in Alkali Activated Cement and Concretes. Key Engineering Materials, 761, 35–38. doi: 10.4028/www.scientific.net/kem.761.35
  21. Alonso, M. M., Pasko, A., Gascó, C., Suarez, J. A., Kovalchuk, O., Krivenko, P., Puertas, F. (2018). Radioactivity and Pb and Ni immobilization in SCM-bearing alkali-activated matrices. Construction and Building Materials, 159, 745–754. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.11.119
  22. Ntumba Malenga, E., Mulaba-Bafubiandi, A. F., Nheta, W. (2015). Alkaline leaching of nickel bearing ammonium jarosite precipitate using KOH, NaOH and NH4OH in the presence of EDTA and Na2S. Hydrometallurgy, 155, 69–78. doi: 10.1016/j.hydromet.2015.04.004
  23. Polshettiwar, V., Luque, R., Fihri, A., Zhu, H., Bouhrara, M., Basset, J.-M. (2011). Magnetically Recoverable Nanocatalysts. Chemical Reviews, 111 (5), 3036–3075. doi: 10.1021/cr100230z

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-06-18

Як цитувати

Kochetov, G., Prikhna, T., Kovalchuk, O., & Samchenko, D. (2018). Дослідження очистки відпрацьованих електролітів нікелювання методом феритизації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6 (93), 52–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133797

Номер

Том 3 № 6 (93) (2018): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Gennadii Kochetov, Tatiana Prikhna, Oleksandr Kovalchuk, Dmitry Samchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.