ВИЛУЧЕННЯ ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН В ПРОЦЕСІ ПЕРЕРОБКИ ШЛАМІВ ВІКОЗНОГО ВОЛОКНА

Ю.А. Шафорост к.х.н., доцент,
В.І. Бойко к.х.н., доцент,
Р.Л. Галаган, ст. викладач
В.В. Липовецька, студентка
Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького, Україна, ZdorYulia@ukr.net


ВИЛУЧЕННЯ ХІМІЧНИХ РЕЧОВИН В ПРОЦЕСІ ПЕРЕРОБКИ ШЛАМІВ ВІКОЗНОГО ВОЛОКНА

В ході технологічного процесу виробництва віскозної нитки на ВАТ «Черкаське хімволокно» в якості стабілізатора останньої, використовувався розчин цинк сульфату, що є основним забруднювачем стічних вод даного підприємства. Для очистки стічних вод на підприємстві використовувалися механічні, хімічні та біологічні методи очистки. В результаті обробки стічних вод кальцій гідроксидом утворювалася велика кількість шламу, що містить в собі значну кількість Цинку та Кальцію. На сьогодні кількість таких відвалів перевищує 700 тис. тонн [1]. Переробка таких шламів з одного боку усувала б екологічні проблеми, оскільки цинк дощовими водами вимивається і переходить у грунт і водойми, а з іншого – розв’язувала б проблему забезпечення народного господарства сировинними ресурсами [2-4].
Метою нашого дослідження була розробка методик вилучення цинку та сполук кальцію із шламів ВАТ «Черкаське хімволокно».
Вилучення цинку із зразків здійснювали електролітичним методом. Для забезпечення необхідної електропровідності розчинів електролітів та для отримання металу з належною структурою використовували сульфатне та амоніачне цинкування [5].
Встановлено, що в разі використання сульфатного електроліту оптимальною є сила струму 400 мА (густина струму 1,67 А/дм3). Проведення електролізу в такий спосіб забезпечує вихід за струмом в інтервалі 56 – 59 %, що є цілком достатнім для практичного використання.
У разі використання амоніачних розчинів шламів при створенні аналогічних умов цинк в компактній формі отримати не вдалося. При збільшенні сили струму до 600 мА (густина струму 2,5 А/дм2) осад набуває компактної форми, мав металічний блиск, проте вихід за струмом знижувався до 44-45 %.
Для вилучення кальцієвмісних речовин із шламу ми вважали за доцільне поєднати процес сушіння шламу з випалюванням органіки, яке повинно проходити при вільному доступі повітря і за високої температури. Встановлено, що повного вигорання органічних домішок можна досягти при випалюванні зразків у муфельній печі подовж 1 години за температури 9000 С, причому перемішуючи зразки через кожні 15 хвилин.
Для встановлення фазового складу шламу одержали рентгенівську дифрактограму за методом порошка у випромінюванні FeKλ (λ = 0,1934 нм).


Рис. 1. Рентгенівська дифрактограма пожареного шламу

Зразок містить значну кількість аморфного матеріалу, за базою даних PDF ідентифікували кристалічні речовини кальцій карбонат та кальцій сульфат.
Для розділення компонентів прожареного шламу зразок обробляли концентрованою нітратною кислотою і проводили центрифугування суміші при 3000 об/хв. протягом 5 хвилин. Методом рентгенівської флуоресцентної спектроскопії встановлено, щодо складу осаду входить в основному Кальцій, Цинк та Ферум.


Рис. 2. РФЛ спектр осаду

В складі фільтрату виявлені ці ж елементи. Для відділення сполук феруму від сполук цинку використали різницю у значення рН утворення осадів Fe(OH)3 і Zn(OH)2. Необхідного значення рН досягали шляхом додавання розчину натрій гідроксиду.
При величині рН = 4,2 відокремили цинк гідроксид, а при рН = 8,2 осадили ферум (ІІІ) гідроксид.
Таким чином, доведено, що вміст техногенного родовища може слугувати джерелом одержання металічного цинку, гіпсу, ферум (ІІІ) гідроксиду, цинк гідроксиду, кальцій карбонату та порошку для гіпсування солончаків.

Список використаних інформаційних джерел: 1. Міський екологічний бюлетень. – Вип. 1. – Черкаси: Екочеркаси, 2006. – С. 30¬ – 31. 2. Патент 10800 України, МПК С22С1/16 Спосіб видобування цинку / Б.І. Байрачний, Л.В. Трубнікова, В.М. Скорикова, Л.О. Гудевич, Л.В. Козорезова, Л.М. Дмітрієва  № 930094; Заявл. 16.12.1993; Опубл. 25.12.1996, Бюл. № 4. 5 с. 3. Jha M.K Review of hydrometallurgical recovery of zinc from industrial wastes /M.K Jhaa, V Kumar, R.J Singh // Resources Conservation and Recycling V. 33, Issue 1, 2001, pp. 1-22. 4. Jha M. K. Studies on Leaching and Recycling of Zinc from Rayon Waste Sludge / M. K. Jha, V. Kumar, L. Maharaj, R. J. Singh // Ind. Eng. Chem. Res.  № 43, 2004 , pp. 1284-1295. 5. Жендарева О.Т. Анализ гальванических ванн: О.Т. Жендарева, З.С. Мухина. – М.: Химия, 1970. – С. 12 – 43.