Солянокіслотное розчинення металлооксідних плівок, обложених на вуглецевої поверхні

А.А. Цибулько, Г.І. Раздьяконова, В.Ф. Суровикино, Конструкторсько-технологічний інститут технічного вуглецю СО РАН

Використання вуглецевих сорбентів для добування розчинних у воді неорганічних речовин відноситься до дорогим, складним, але вже традиційним технологіями очищення питної та стічних вод. Певний утруднення викликає той факт, що технологічні розробки по їх регенерації практично відсутні. У той же час проблема регенерації і можливості повторного (багаторазового) використання вуглецевих сорбентів є найважливішою, тому що стадія регенерації є найбільш економоемкой і становить до 85% загальної вартості витрат на водоочищення [1].

В останні роки асортимент вуглецевих сорбентів для очищення питної води від розчинених неорганічних речовин, зокрема, важких металів, значно доповнився синтетичними, міцними на знос та ударні навантаження, сферичними вуглецевими матеріалами марки Техносорб [2], але технологія їх регенерації практично не вивчена, що істотно обмежує їх застосування [3].

Відмітними особливостями сорбенту Техносорб є хімічна чистота, графітоподобная організація матеріалу і помірно лужний pH його ізоелектричної стану (10-11 од.). Останнє зумовило коагуляційний механізм одержання розчинених металів у формі їх гідроксидів.

Ця робота є першим повідомленням, в якому обговорені умови регенерації вуглецевого сорбенту Техносорб від оксидних шарів алюмінію, заліза та марганцю.

Методика експерименту. Оксидні шари алюмінію, заліза і марганцю на вуглецевому сорбенті отримані при контакті сорбенту з нейтральними водними сірчанокислих розчинами солей Al (III), Fe (III) і Mn (II), в ході якого в адсорбційної шарі, збагаченому OH-іонами, відбувається коагуляція гідратів оксидів. При висушуванні сорбенту при 125oС має місце їх дегідратація з утворенням оксидів Al2O3, Fe2O3 і MnO. Оксидні плівки розчиняли соляною кислотою. Продукти нейтралізації надлишків соляної кислоти гідроокисом натрію екологічно безпечні, що і визначило її вибір як регенеруючого розчину. Сорбент з металлооксідним покриттям контактували з водним розчином HCI при співвідношенні фаз 1:10 відповідно в протягом заданого часу в термостаті.

Концентрацію Fе (III) і Mn (II) в солянокіслотном розчині визначали за ГОСТ 4011 і ГОСТ 4974. Використання стандартної методики визначення алюмінію по ГОСТ 18165 без критичного обліку впливу кислотного фону призводить до виникнення значних систематичних похибок, а в більшості випадків робить визначення неможливим внаслідок руйнування пофарбованого комплексної сполуки алюмінію з алюміноном і соляною кислотою. Вказані недоліки стандартної методики були усунені шляхом модифікування методики фотометричного визначення алюмінію в солянокислим середовищах, що полягає в попередній нейтралізації досліджуваної проби розчином аміаку, додаванні в розчин сульфату амонію, гліцерину, ацетатне буфера і проведення фотометричної реакції з алюміноном. Введення в систему гліцерину сприяє переводу утворюється комплексної сполуки в істинно розчинену форму, що приводить до поліпшення відтворюваності методу. Для забезпечення сталості складу кислотного фону відбираються на аналіз малих аліквотах випробуваного і еталонних розчинів перед нейтралізацією доводили до постійного об'єму розчином соляної кислоти концентрацією 0,1 М. Визначення вмісту алюмінію відбувалася за градуювальної графіком. Еталонні розчини містили від 1 до 14 мкг алюмінію в пробі. Їх доводили до постійного обсягу також розчином соляної кислоти.

Ступінь регенерації