Properties of Metal Complexes Obtained by the Disposal of Galvanic Sludge by Complexons.
Keywords:
galvanic sludge, heavy metals, complexons, complexonates, utilizationAbstract
Disposal of galvanic sludge has priority in terms of protecting the environment from pollution by heavy metals. The processes of the selective action of pyrocatechol complexons and disodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA-Na) in relation to metal ions contained in a galvanic sludge have been studied. The complexon structure affects the extraction degree of heavy metal ions from galvanic sludge: pyrocatechol and EDTA-Na are selective for copper, nickel, chromium, and zinc. The extraction degree of metal ions increases with acidification of the medium with sulfuric acid. Acidification also contributes to the maximum separation of the precipitate from the complexonate solution. The structures of complexonates are different: chelate complexes with a coordinated metal ion in cycles, and protonated complexes. The structure of copper complexonates formed by pyrocatechol and EDTA-Na was confirmed by EPR spectroscopy. When a suspension of galvanic sludge is treated by pyrocatechol, in the EPR spectra the paramagnetic copper(ΙΙ) complexes are noted with the following parameters: aCu = 7.8 mT; g = 2.045. Almost simultaneously, another signal has been detected in the EPR spectra of the pyrocatecholate complex, which belongs to a copper complex with a lower splitting constant on copper nuclei (aCu = 7.1 mT) and with a significant shift of the g factor to the low field region, g = 2.078. In the extraction processes of metal ions from their galvanic sludge by the EDTA-Na complexon, a superposition of EPR signals has been recorded. The EPR spectrum consists of 5 broadened HFS components: аCu(1) ≈ 6.6; aCu(2) ≈ 5.4 mT. The values equal: g1 = 2.078,
g2 = 2.043. Structures of metal complexonates with the copper ion are proposed. Metal complexonates contain copper, nickel, chromium, and zinc. Calcium, iron, and traces of lead have been found as impurities, which do not affect the use of complexonates in agriculture. Optimized parameters of the utilization processes of galvanic sludge using pyrocatechol and EDTA-Na complexons. The technological scheme of disposal has been developed. Experimental samples of metal complexonates for agricultural use have been devised. When catechol is used, the concentrations of metal ions in the resulting solution are (mg/L): copper 8.0; nickel 5.0; chromium 3.2; zinc 2.0. In the case of EDTA-Na they are (mg/L): copper 7.8; nickel 4.8; chromium 3.4; zinc 2.2.
References
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.
Петрова, Т.П. Химические покрытия / Т.П. Петрова // Соросовский образовательный журнал. – 2000. – Т. 6, № 11. – С. 57–62.
Ильин, В.А. Нанотехнологии нанесения кластерных гальванических покрытий / В.А. Ильин // 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.
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.
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. 850–852.
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.
Дятлова, Н.М. Комплексоны и комплексонаты металлов / Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. – М.: Химия, 1988. – 544 с.
Дятлова, H.M. Теоретические основы действия комплексонов и их применение в народном хозяйстве и медицине / Н.М. Дятлова // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. – 1984. – Т. 29, вып. 3. – С. 247–260.
Васильев, В.П. Комплексоны и комплексонаты / В.П. Васильев // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 4. – С. 39–44.
Климов, Е.С. / Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е.С. Климов, М.В. Бузаева. – Ульяновск: УлГТУ, 2011. – 201 с.
Chiari, G. On Metal-Oxygen Coordination. A Statistical Method to Determine Coordination Number / G. Chiari // Acta Cryst. B. – 1990. – Vol. 46, № 6. – P. 717–723.
Туркина, О.С. Применение комплексонатов в овощеводстве / О.С. Туркина // Агрохимический вестник. – 2011. – №1. – С. 24–26.
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.
Pierpont, C.G. Unique properties of transition metal quinine complexes of the MQ3 series / C.G. Pierpont // Coord. Chem. Rev. – 2001. – Vol. 219–221. – P. 415–433.
О-хиноновые комплексы алюминия. Синтез и строение / А.В. Пискунов, А.В. Малеева, Г.К. Фукин, Е.В. Баранов // Координационная химия. – 2010. – Т. 36, № 3. – С. 163–171.
Мартыненко, Л.И. Направленный синтез координационных соединений с заданными свойствами / Л.И. Мартыненко // Координационная химия. – 1996. – Т. 22, № 5. – С. 341–342.
Полякова, И.Н. Синтез и кристаллическая структура трех смешаннолигандных комплексов меди (ΙΙ) с нитрилотриуксусной кислотой / И.Н. Полякова, В.С. Сергиенко, А.Л. Позняк // Кристаллография. – 2006. – Т. 51, № 3. – С. 491–495.
Кутолей, Д.А. Штеменко А.В. Взаимодействие комплексоната меди на основе ОЭДФ с некоторыми алифатическими аминами / Д.А. Кутолей, А.В. Штеменко // Вопросы химии и химической технологии. – 2008. – № 2. – С. 125–129.
Окислительное растворение меди в присутствии о-хинонов с электроноакцепторными заместителями / М.В. Бузаева, В.В. Дубровина, О.А. Давыдова, Е.С. Климов // Журнал прикладной химии. – 2011. – Т. 84, Вып. 5. – С. 863–865. DOI: 10.1134/S1070427211050260.
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.
