Selective Extraction of Heavy Metals from Galvanic Sludge by Chelators
Keywords:
galvanic sludge, heavy metals, complexons, extraction degreeAbstract
Treatment and disposal of waste water of electroplating industries is a difficult task. The use of complexons for fixation of heavy metal ions from contaminated solutions and galvanic slurries is one of the priority directions. Galvanic slurries are metal hydroxides formed as a result of treatment of wastewater with alkalis. The composition of the sludge is unstable. It’s used dry galvanic sludge with a gross content of heavy metals: copper – 5.62; nickel – 4.83; zinc – 3.64; chromium – 7.65 g/kg. Pyrocatechin and disodium salt of EDTA-Na ethylenediaminetetraacetic acid were used as complexons. The processes of leaching of ions of heavy metals (copper, nickel, chromium, zinc) from waste water of galvanic production by complexons are investigated. In the processing of slurries of galvanic sludge part chelators of metal ions from the sludge is fixed with a chelating agent. Complexonate metals in solution dissociate with the formation of metal ions. To determine the optimal concentrations of complexons, the dependences of the concentration of metal ions in the solution (filtrate) on the concentration of complexons were studied. Measurements of metal ion concentrations were carried out at varying concentrations of complexons in 0.1–1.2 g/l. In this range, the using of increase pyrocatechin concentration undo 1.0 g/l follow increases the concentration of heavy metal ions in the solution: nickel – 6.5–37; copper – 4.6–31.0; chromium – 0.5–3.5; zinc – 0.4–2.3 mg/l. The concentrations of nickel and copper ions exceed the concentrations of chromium and zinc on average 6 times. This fact can be explained from the perspective of mentalnosti ligand. Pyrocatechin with nickel and copper ions forms stronger mononuclear complexes than with chromium and zinc. In addition, complexes with nickel and copper are more dissociated in solutions. When using EDTA-Na as a complexon in the given concentration range, the difference in the concentrations of metal ions in the solution is less significant than in the case of pyrocatechin. With an increase in the concentration of EDTA-Na from 0.1 to 1.2 g/l, the concentration of heavy metal ions in the solution increases, then passes through the maxima at a concentration of complexon 0.5 g/l and decreases: nickel – 1.0–5.0–0.6; copper –1.5–8.0–0.5; chrome – 1.0–3.2–1.5; zinc – 0.6–2.0–1.4 mg/l. Action of complexons selectively. Greater activity is manifested in the case of copper and zinc ions, which is associated with a higher stability of the complexes of these metals in comparison with zinc and chromium. The effect of chelators selectively. The optimizing the leaching conditions occur the degree copper and nickel extraction by complexons more than 90 %, zinc and chromium – more than 60 %.References
Петрова, Т.П. Химические покрытия / Т.П. Петрова // Соросовский образовательный журнал. – 2000. – Т. 6, № 11. – С. 57–62.
Кинетика электроосаждения никеля из растворов различного анионного состава / Ви Тхи Зуен, О.В. Долгих, Н.В. Соцкая, Е.А. Котлярова // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2009. – Т. 11, № 1. – С. 37–46.
Ильин, В.А. Нанотехнологии нанесения кластерных гальванических покрытий / В.А. Иль-ин // Авиационные материалы и технологии. – 2009. – № 2 (11). – С. 3–7.
Галлямов, А.Р. Малогабаритное устройство для вневаннового нанесения хром-алмазных покрытий на режущие кромки металлообрабатывающего инструмента / А.Р. Галлямов, И.Д. Ибатуллин, С.Г. Емельянов // Известия Самарского научного центра РАН. – 2014. – Т. 16, № 1(2). – С. 378–381.
Терешкин, В.А. Гальваническое меднение при производстве печатных плат / В.А. Терешкин, Ж.Н. Фантгоф, Л.Н. Григорьева // Технологии в электронной промышленности. – 2005. – № 1. – С. 16–18.
Белкин, А.А. Методика исследования гальванических шламов / А.А. Белкин, А.Г. Колесников // Международный академический вестник. – 2018. – № 2 (22). – С. 2–6.
Зубарева, Г.И. Глубокая очистка сточных вод гальванического производства / Г.И. Зубарева, А.В. Гуринович // Экология и промышленность России. – 2008. – № 12. – С. 16.
Елинек, Т.В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой литературы за 2015–2016 гг. / Т.В. Елинек // Гальванотехника и обработка поверхности. – 2017. – Т. 25, № 2. – С. 20–28.
Утилизация гальваношламов сложного состава / Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, О.Г. Селиванов и др. // Известия Самарского научного центра РАН. – 2012. – Т. 14, № 5(3). – С. 849–851.
Ксенофонтов, Б.С. Водопользование и очистка промстоков / Б.С. Ксенофонтов // Безопасность жизнедеятельности. – 2003. – № 9. – С. 1–16.
Рубанов, Ю.К. Переработка шламов и сточных вод гальванических производств с извлечением ионов тяжелых металлов / Ю.К. Рубанов, Ю.Е. Токач, М.Н. Огнев // Современные наукоемкие технологии. – 2009. – № 3. – С. 82–83.
Рубанов, Ю.К. Утилизация отходов гальванического производства / Ю.К. Рубанов, Ю.Е. Токач // Экология и промышленность России. – 2010. – № 11. – С. 44–45.
Токач, Ю.Е. Технология переработки отходов гальванического производства / Ю.Е. Токач, Ю.К. Рубанов // Известия вузов. Химия и химическая технология. – 2011. – Т 54. – № 2. – С. 125–128.
О возможности использования отходов гальванического производства для заполнения карьерных выработок / В.С. Демьянова, В.А. Щепетова, В.С. Янин, О.А. Чумакова // Современные наукоемкие технологии. – 2011. – № 6. – С. 39–40.
Семенов, В.В. Обезвреживание шламов органических производств методом ферритизации / В.В. Семенов, С.И. Варламова, Е.С. Климов // Экология и промышленность России. – 2005. – № 1. – С. 34–36.
Применение фосфорсодержащих комплексонов и комплексонатов в качестве ингибиторов коррозии металлов / С.Н. Степин, О.П. Кузнецова, А.В. Вахин, Б.И. Хабибрахманов // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 13. – С. 88–98.
Синтез и применение комплексонов, производных янтарной кислоты, в промышленности и сельском хозяйстве / В.М. Никольский, П.Е. Пчелкин, С.В. Шаров и др. // Успехи современного естествознания. – 2004. – № 2. – С. 71.
Применение комплексонатов для регулирования сорбционных процессов с участием катионов тяжелых металлов / А.С. Антонова, Т.Н. Кропачева, М.В. Дидик, В.И. Корнев // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17, № 14. – С. 48–52.
Комплексоны как реагенты для деметаллизации загрязненных седиментов / Т.Н. Кропачева, А.С. Антонова, Ю.В. Рабинович, В.И. Корнев // Журнал прикладной химии. – 2014. – Т. 87, вып. 10. – С. 1421–1428.
Ковалева, Н.Е. Теория и практика применения комплексонов для обработки воды / Н.Е. Ковалева // Новости теплоснабжения. – 2001. – № 8(24). – С. 43–45.
Корнев, В.И. Координационные соединения оксованадия (IV) с фосфорорганическими комплексонами в водных растворах / В.И. Корнев, Т.Н. Кропачева, У.В. Сорокина // Журнал не-органической химии. – 2015. – Т. 60, № 3. – С. 458–464.
Разработка безотходной технологии получения тринатриевой соли НТФ-кислоты / П.А. Гуревич, В.П. Эндюськин, П.М. Лукин и др. // Вестник Казанского технологического уни-верситета. – 2014. – Т. 17, № 7. – С. 47–49.
Завальцева, О.А. Влияние комплексонатов металлов, селективно извлеченных из гальваношламов, на развитие проростков злаковых культур / О.А. Завальцева, М.В. Бузаева, Е.С. Климов // Экология и промышленность России. – 2010. – № 10. – С. 18–20.
Петриченко, В.Н. Применение регуляторов роста растений нового поколения на овощных культурах / В.Н. Петриченко, С.В. Логинов // Агрохимический вестник. – 2010. – № 2. – С. 24–26.
Гайсин, И.А. Микроудобрения в современном земледелии / И.А. Гайсин, Р.Н. Сагитова, Р.Р. Хабибуллин // Агрохимический вестник. – 2010. – № 2. – С. 13–14.
Утилизация осадков сточных вод гальванических производств с применением комплексонов / Е.А. Ярынкина, М.В. Бузаева, В.С. Гусарова, Е.С. Климов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». – 2019. – Т. 11, № 2. – С. 28–38. DOI: 10.14529/chem190203
