1. Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева
Факультет: Технологии Неорганических Веществ и Высокотемпературных
Материалов
Кафедра: технологии неорганических веществ и электрохимических
процессов
Электрофлотационное извлечение смеси ионов цветных металлов в присутствии
органических соединений, композиций и ПАВ
Диссертации на соискание ученой степени магистерской работы
Магистра Вей Мьо Хтун
Научный руководитель д.т.н., проф. Колесников В.А.
Консультация; Аспирант - Аунг Пьяе
МОСКВА – 2021
2. Цель
Электрофлотационное извлечение смеси ионов цветных металлов в
присутствии органических соединений, композиций и ПАВ.
Изучить влияние катионного поверхностно-активного вещества
дидецилдиметиламмоний хлорид (СептаПАВ), катионного флокулента
(Zetag-8160) и алкилбензилдиметиламмоний хлорид (КатаПав) на
процессы электрофлотации совместного извлечения ионов меди и никеля .
Выявить принципиальную возможность и эффективность последующего
удаления соединений меди, никеля и цинка с помощью фильтрации.
3. Природа частицы (Me+2, MeК, Me(OH)2-
xКx)
Поверхностные свойства частицы:
Заряд частицы
Размер частицы ( 1-1000 мкм)
УПРАВЛЕНИЕ ФОРМИРОВАНИЕМ ДИСПЕРСНОЙ
ЧАСТИЦЫ:
ПАВ
[H+/OH-]
[Red/Ox]
Анионы, А-
Катионы, Kt+
Коагулянт
Me(OH)n, (Fe,
Al)
Флокулянт
Н2, О2
ЧАСТИЦА С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ
4. Мероприятие по охране водных ресурсов в республике Мьянма
Мониторинг водных объектов.
Анализ загрязнения в сточных водах.
Строительство новых современных очистных сооружениях на
промышленных объектах.
Модификация действующих систем очистки сточных от токсичных
загрязнений (ИТМ) до нормативных показателей.
5. Основные методы очистки сточных вод промышленных объектов в
республике Мьянма
Реагентные (нейтрализации кислот и щелочей)
Коагуляция , седиментация, взвешенных веществ
Осаждения ИТМ реагентами ( NaOH, Са(OH)2, Мg(OH)2)
Сорбция ИТМ на природных сорбентах захоронения твердых отходов
Фильтрация различных обезвоживания в том числе гидроксиды металлов
захоронения твердых отходов
6. Конструкция лабораторной установки электрофлотатора
периодического действия.
1 - корпус;
2 - анод;
3 - катод;
4 - кран для отбора проб.
5 - флотокомплекс
Как видно из рисунка, электродный
комплект расположен в нижней
части аппарата.
Катод расположен над анодом.
7. Сравнительная характеристика поверхностно-активных веществ различной природы.
СТМл СТМх ФЛОН-1
Вид Оксигидрильные собиратели
сульфоксильного типа.
Мыла талловых масел лиственных и
хвойных.
В состав мыла талловых масел входят
непредельные (олеиновая, линолевая,
линоленовая) кислоты, гидроксикислоты и
нейтральные вещества( спирты, альдегиды,
углеводороды и.т.д).
Катионный собиратель
азотосодержащего типа.
Ацетат первичных аминов кокосовой
фракции в изопропиловом спирте.
Общ. формула R ‒ COOMe R ‒ NH2
Применение Высокоэффективные собиратели для
флотации несульфидных минералов (
фосфатных, кальциевых и.т.д), апатит,
флюоритсодержащих руд.
При флотации силикатных материалов :
кварц, слюда, литиевые и бериппиевые
руда.
СТМл - мыло талловых масел лиственных (анионный ПАВ )
СТМх - мыло талловых масел хвойных ( анионный ПАВ )
ФЛОН-1 - азотосодержащий собиратель ( катионный ПАВ )
8. Влияние рН и катионного ПАВ на степень извлечения гидроксидов в составе
пяти компонентов смеси
Примечание: условия эксперимента – Σ [Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+,Fe2+] = 100 мг/л, Na2SO4 = 1г/л, Орг = 1мг/л,
iv = 0.4 А/ л; τ - 20 мин.
Время
pH-8 pH-11
Cu Ni Zn Co Fe Cu Ni Zn Co Fe
20 мин +
Без ПАВ
91 85 88 83 72 40 57 54 78 35
20 мин +
ПАВк
96 66 86 55 88 83 82 83 82 71
20 мин +
ПАВк + Ф
95 81 94 71 94 99 83 99 99 92
9. Система
α%
Без добавок + КатаПАВ(k) +СептаПАВ(k)
Cu2+ - Ni2+
Cu2+ 65 18 81
Ni2+ 71 31 86
Ni2+ - Zn2+
Ni2+ 71 31 86
Zn2+ 63 34 74
Cu2+ - Zn2+
Cu2+ 65 18 81
Zn2+ 63 34 74
Влияние катионных ПАВ на степень извлечения Cu2+, Ni2+ и Zn2+ в двух
компонентах система
Примечание: условия эксперимента– Σ [Cu2+, Ni2+, Zn2+] = 50мг/л, Na3PO4 = 1 г/л, ПАВ = 5 мг/л, iv = 0.4
А/л,рН = 10; τ - 20 мин.
10. α%
pH
Cu Ni Zn
Без ПАВ + ПАВА Без ПАВ + ПАВА Без ПАВ + ПАВА
8 51 71 45 52 35 42
9 88 91 78 82 85 95
10 93 94 94 95 96 98
11 94 97 95 99 98 98
Влияние рН раствора и добавок анионный ПАВ на степень извлечения
гидроксидов Cu, Ni и Zn
Примечание: условия эксперимента– Σ [Cu2+, Ni2+ и Zn2+]= 30мг/л, NH4OH=500 мг/л,
Анионный ПАВ = СТМ (л) –100мг/л, jv = 0.4 А/л ; τ - 20 мин.
11. Система
α%
Без ПАВ +СептаПАВ(k) +Zetag 8160(k)
pH-10 pH-11 pH-10 pH-11 pH-10 pH-11
Cu - Ni
Cu 93 97 98 54 51 32
Ni 95 99 47 59 98 74
Ni - Zn
Ni 96 98 98 19 55 39
Zn 95 99 97 27 98 74
Влияние ПАВ и органических на степень извлечения гидроксидов
Cu, Ni и Zn
Примечание: условия эксперимента– Σ [Cu2+, Ni2+ и Zn 2+ ]= 30мг/л, NH4OH=500 мг/л,ПАВ = 5мг/л,
jv = 0.4 А/л, pH-10; τ - 20 мин.
14. Выводы
Установлено, что катионные ПАВ (КатаПАВ, СептаПАВ) интенсифицируют электрофлотационный
процесс очистки от ИТМ. Эффективность извлечения системы зависимости от природы дисперсной фазы
металла. Природа катионного ПАВ не оказывает существенного влияния на электрофлотационный
процесс.
Установлено, что добавка анионных ПАВ (СТМл) подавляет процесс электрофлотационного извлечения
ионов Cu2+, Ni2+, Zn2+ в водных растворах (рН = 8, 9, 10 и 11). Эффективность процесса для системы
Σ [Cu2+, Ni2+, Zn2+] - 30 мг/л.
Разроботан электрофлотационный модуль без добавок и с добавкой (ПАВ ФЛОН-1) для осаждения ионны
тяжёлых металлов (Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+, Fe2+) в водных растворах (рН = 8 и 11).
Разработаны и испытаны технологические рекомендации по ЭЦН, седиментационной и
микрофильтрационной очистке сточных вод гальванических производств от смеси ионов меди, никеля и
цинка в присутствии ПАВ и флокулянтов различной природы.
