Дослідження флотоекстракції іонів кобальту з водних розчинів

Автор(и)

  • Tetjana Obushenko Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0003-0731-0370
  • Nataliia Tolstopalova Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-7240-5344
  • Nadiya Baranuk Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056, Україна https://orcid.org/0000-0002-2288-1377

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.168744

Ключові слова:

видалення іонів кобальту, флотоекстракційне очищення стічних вод, додецилсульфат натрію, ізоаміловий спирт

Анотація

Об'єктом дослідження є флотоєкстракція в системі кобальт-додецилсульфат натрію. Дослідження флотоекстракційного очищення стічних вод від іонів важких металів малочисельні і носять розрізнений та несистематичний характер. Тому дослідження процесу флотоекстракції як методу очищення стічних вод від важких металів на прикладі іонів кобальту (ІІ) є перспективним. У роботі досліджено модельні водні розчини кобальту концентрації 20 мг/дм3 з використанням аніонної поверхнево-активної речовини (ПАР) – додецилсульфату натрію та ізоамілового спирту в якості органічної фази. Отримано раціональні умови процесу: рН 10, молярне співвідношення Со2+:ПАР=1:2, витрата повітря 45 см3/хв, температура 20 °С, об’єм екстрагенту (ізоаміловий спирт) – 10 см3, тривалість процесу – 20 хв. За цих умов ступінь видалення іонів кобальту в ізоаміловий спирт склала 85 %. Процес описується кінетичним рівнянням першого порядку. Розраховано константи швидкості процесу. Важливість проведеного дослідження підкреслюється тим, що флотоекстракція має ряд особливостей та переваг. Зокрема, можливість багатократного концентрування іонів забрудника у невеликих об’ємах органічного розчинника та можливість його подальшої регенерації. При цьому використовується значно менша кількість органічного розчинника та процес не лімітується константою розподілу (у порівнянні з методом екстракції). Флотоекстракція також характеризується відсутністю піни (у порівнянні з методом флотації) та відсутністю великих кількостей вологого осаду (у порівнянні з реагентним методом). Запропонований у роботі метод забезпечує достатній рівень очищення стічних вод від іонів металів, а також може бути застосований в системах локального очищення стоків з наступним поверненням води у технологічний процес. Це забезпечить зниження витрат на споживання водних ресурсів, скидання стічних вод у водні об'єкти, а також обмежить потрапляння шкідливих речовин у навколишнє середовище. Крім того, особливості флотоекстракції дозволяють регенерувати екстрагент та ПАР.

Біографії авторів

Tetjana Obushenko, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Старший викладач

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Nataliia Tolstopalova, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кандидат технічних наук, доцент, в. о. завідувача кафедри

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Nadiya Baranuk, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», пр. Перемоги, 37, м. Київ, Україна, 03056

Кафедра технології неорганічних речовин, водоочищення та загальної хімічної технології

Посилання

  1. Lu, Y., Zhu, X. (2001). Solvent Sublation: Theory and Application. Separation and Purification Methods, 30 (2), 157–189. doi: http://doi.org/10.1081/spm-100108158
  2. Bi, P., Dong, H., Dong, J. (2010). The recent progress of solvent sublation. Journal of Chromatography A, 1217 (16), 2716–2725. doi: http://doi.org/10.1016/j.chroma.2009.11.020
  3. Astrelin, I. M., Obushenko, T. I., Tolstopalova, N. M., Tarhonska, O. O. (2013). Teoretychni zasady ta praktychne zastosuvannia flotoekstraktsii: ohliad. Voda i vodoochysni tekhnolohii, 3, 3–23.
  4. Kim, Y., Shin, J., Choi, Y., Lee, W. (2003). Studies on Solvent Sublation of Trace Heavy Metals by Continuous Flow System as Ternary Complexes of 1,10-Phenanthroline and Thiocyanate Ion. Bulletin of the Korean Chemical Society, 24 (12), 1775–1780. doi: http://doi.org/10.5012/bkcs.2003.24.12.1775
  5. Lu, Y. J., Liu, J. H., Xiong, Y., Zhu, X. H. (2003). Study of a mathematical model of metal ion complexes in solvent sublation. Journal of Colloid and Interface Science, 263 (1), 261–269. doi: http://doi.org/10.1016/s0021-9797(03)00192-9
  6. Kim, Y., Choi, Y., Lee, W., Lee, Y. (2001). Determination of zinc and lead in water samples by solvent sublation using ion pairing of metal-naphthoate complexes and tetra-n-butylammonium ion. Bulletin of the Korean Chemical Society, 22, 821–826.
  7. Kim, Y., Shin, J., Lee, W., Lee, Y. (2001). Solvent sublation trace noble metals by formation of metal complexes with 2-mercaptobenzothiazole. Bulletin of the Korean Chemical Society, 22, 19–24.
  8. Perlova, O. V., Sazonova, V. F. (2012). Flotoekstrakcionnoe izvlechenie soedinenii lantana iz razbavlennyh vodnyh rastvorov. Vіsnik ONU, 17 (1 (41)), 52–57.
  9. Obushenko, T. І., Astrelin, I. M., Tolstopalova, N. M., Varbanets, M. A., Kondratenko, T. A. (2008). Wastewater Treatment from Toxic Metals by Flotoextraction. Journal of Water Chemistry and Technology, 30 (4), 241–245. doi: http://doi.org/10.3103/s1063455x08040073
  10. Nabyvanets, B. Y., Sukhan, V. V., Kalabina, L. V. (1996). Analitychna khimiia pryrodnoho seredovyshcha. Kyiv: Lybid, 304.
  11. Lobacheva, O. L., Chirkst, D. E., Dzhevaga, N. V. (2012). Solvent sublation of yttrium ions from dilute aqueous solutions by use of sodium dodecyl sulfate. Russian Journal of Applied Chemistry, 85 (8), 1153–1156. doi: http://doi.org/10.1134/s1070427212080022

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-31

Як цитувати

Obushenko, T., Tolstopalova, N., & Baranuk, N. (2018). Дослідження флотоекстракції іонів кобальту з водних розчинів. Technology Audit and Production Reserves, 2(3(46), 25–27. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.168744

Номер

Том 2 № 3(46) (2019): Хімічна інженерія

Розділ

Звіт про науково-дослідні роботи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Tetjana Obushenko, Nataliia Tolstopalova, Nataliia Tolstopalova, Nadiya Baranuk, Nadiya Baranuk

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.