Получение результатов опытов по сорбции маслопродуктов отходами металлургического производства
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
? по инфракрасным спектрам всех типов масел, используемых на данном предприятии. По данным ИК-спектров установлено, что все масла принадлежат к типу углеводородов без примесей других типов соединений и близки по своему химическому составу. В связи с этим, анализ водных материалов на содержание в них масел может быть выполнен или методами газожидкостной хроматографии, что в наших условиях оказалось невозможным, или методом спектрофотомерии в ультрафиолетовой области.
Последний метод и был выбран в качестве рабочего метода для определения остаточного содержания масла после очистки вод.
окалиномаслосодержащий сточный вода абсорбционный
5. ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ КАК КОМПОНЕНТОВ ФИЛЬТРОВАЛЬНЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
5.1.Методика проведения опытов
Сорбционные методы выделения примесей из вод основаны на распределении их между жидкой и твердой фазами. Для достаточно полного извлечения сорбент (твердая фаза) должен обязательно иметь развитую поверхность и поры определенного размера. В качестве нейтрального сорбента широко используют активный уголь.
Однако сочетание в нем развитой поверхности с наличием небольших количеств каталитически активных металлов приводит к протеканию в ходе сорбции и после нее различных каталитических процессов, в результате которых компонентный состав исследуемой смеси может меняться.
Поэтому для сорбционного концентрирования в аналитических целях предпочитают применять макросетчатые пористые синтетические сорбенты, синтезируемые на основе стирола и дивинилбензола, иногда с добавкой других мономеров.
В качестве сорбентов исследовали отходы производства: прокатную окалину, известняк, гранулированный ваграночный шлак, обезвоженные осадки сточных вод конвертерной газоочистки и травильного отделения, а также, для сравнения, активированный уголь ( АР-3).
Собратом являлись основные типы минеральных масел, поступающих в сточные воды: индустриальное 40 (И-40 ), индустриальное 50 (И-50), авиационное (МС-20 ), плавающие масла со вторичных отстойников - маслоотходы ( MO ).
Опыты проводили в статических условиях. Исходная концентрация масел в приготавливаемой эмульсии составляла 0,2-4,0 г/л, содержание сорбента - 1,0 г/л. Объем рабочей эмульсии - 500 мл.
Время контакта сорбента и собрата - 30 мин. Для регулирования pH использовали серную кислоту и едкий натрий. Температура эмульсии находилась в пределах 19-21С.
5.2 "ияние pH раствора
Степень сорбции ( S, % ) масел в зависимости от pH среды представлена на рис. 1.1 - 1.2. Отличие в степени сорбции разных марок масел (рис. 5.1) связано с их химическим составом: в МС-20 преобладают нафтеновые углеводороды (67%) и значительно меньше содержится парафиновых (28,1%). В индустриальных маслах, напротив, превалируют парафиновые углеводороды (свыше 90%).
Поскольку углеводороды, содержащие преимущественно нафтеновые кольца с развитыми боковыми нормальными парафиновыми цепями, обладают большей поверхностной активностью, то МС - 20 имеет повышенную (на 5-15%) степень сорбции по сравнению с индустриальными маслами. Среди последних сорбция лучше у И-50 (на 5-10%). Сорбция маслоотходов незначительно зависит от условий проведения опытов и составляет 65 -70%. Зависимость степени сорбции масел (400 мг/л) от величины pH раствора.
Сорбент - 100мг/л сорбент - осадок стоков конверторной газоочистки 1 МС - 20, 2 - И - 50, 3 - И - 40 Рис. 1.1
Из изученных сорбентов наилучшими сорбционными свойствами (рис. 1.2) обладает окалина (процент сорбции достигает 90-92%), далее следуют известняк и шлак (80-85%), осадок сточных вод травильного отделения (70 -73%) и конвертерной газоочистки (60-65%). Степень сорбции на угле не превышает 70-72%. Эти результаты связаны, главным образом, со специфическими свойствами такого вида сорбата, как масла, и поведением их в сорбционных системах. Преимущество окалины, в данном случае, определяет относительно ровная и доступная поверхность для прилипания частиц масла, а обычные достоинства развитой поверхности и пористости активированных углей сводит на нет неспособность масел проникать в их поры в силу адгезионных свойств и стерических факторов процесса.
Из опытных данных следует, что максимальное значение сорбции масел наблюдается в нейтральной или близкой к ней области pH эмульсии. В этом случае частицы масла несут на себе минимальный заряд, т.к. количество потенциалобразующих ионов в системе невелико. Принимая во внимание это обстоятельство, дальнейшие опыты проводили при значениях pH среды, близких к нейтральным.
5.3 "ияние концентрации масел
Повышение в системе концентрации маслопродуктов на величину степени сорбции показано на рис. 1.3-1.8. Во всех случаях характер зависимостей одинаков: степень сорбции несколько понижается. Но это падение не очень значительно - от 60-80% до 40-50%. Данное обстоятельство связано с адгезионными свойствами маслопродуктов. сто подтверждается тем фактом, что степень сорбции практически не зависит от крупности используемого сорбента, как это представлено на рис. 1.8 (на примере шлака).
Изотермы сорбции масел изученными сорбентами (рис. 1.9) описываются уравнением
(2.1)
где - сортированное количество масла в мг/г, - равновесная концентрация масла в мг/л, К и n - параметры сорбционного процесса
Приведение данного уравнения к виду прямой
позволяет вычислить значения параметров К.
Завис