Сорбция маслопродуктов отходами металлургического производства
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
?ть отдельные группы органических соединений, определить суммарное содержание в пробе каждой группы, а затем проводить хроматографические разделения внутри групп, т. е. разделять уже сравнительно малое число индивидуальных веществ.
3. Анализ сточных вод на содержание масла
Масла, попадающие в сточные воды, ухудшают состояние водоема как по общесанитарным, так и по санитарно-токсикологическим и органолептическим показателям. В связи с этим, содержание масел в водах строго нормируется. Аналогичная нормировка проводится и по содержанию масляных аэрозолей в воздухе, причем для обоих групп объектов используются одни и те же методы.
Вследствие специфики строения молекул масел, наиболее пригодными методами их определения являются спектрофотомерия в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и газожидкостная хроматография.
Для исследований были выбраны нефтяные масла средней вязкости, не содержащие присадок. При выполнении экспериментальной работы по оценке содержания масел в фильтратах, выбран был спектрофотометрический метод.
Метод выбран на основании предварительного изучения материалов 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.
4. Изучение сорбционных свойств отходов металлургических
предприятий как компонентов фильтровальных вспомогательных
веществ
.1 Сорбционные методы выделения примесей из вод
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.
.2 Влияние 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%).
Сорбент - 100мг/л, сорбент - осадок стоков конверторной газоочистки
- МС - 20, 2 - И - 50, 3 - И - 40.
Рис. 1. Зависимость степени сорбции масел (400 мг/л) от величины pH раствора
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%.
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 об