Обезвоживание осадков ферроцианидов железа
Исследованы особенности процессов отстаивания и фильтрования осадков ферроцианидов железа при их отделении от жидкой фазы. Определены основные параметры фильтрования и отстаивания, влияние рН и концентрации твердой фазы на процесс. Рассмотрена возможность и преимущества использования капиллярного фи...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127030 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Обезвоживание осадков ферроцианидов железа / Я.В. Радовенчик, В.С. Котлярова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 5. — С. 32-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127030 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Радовенчик, Я.В. Котлярова, В.С. 2017-12-08T15:52:51Z 2017-12-08T15:52:51Z 2011 Обезвоживание осадков ферроцианидов железа / Я.В. Радовенчик, В.С. Котлярова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 5. — С. 32-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127030 532.63 Исследованы особенности процессов отстаивания и фильтрования осадков ферроцианидов железа при их отделении от жидкой фазы. Определены основные параметры фильтрования и отстаивания, влияние рН и концентрации твердой фазы на процесс. Рассмотрена возможность и преимущества использования капиллярного фильтрования для разделения фаз. Досліджено особливості процесів відстоювання та фільтрування осадів фероціанідів заліза при їх відділенні від рідкої фази. Встановлено основні параметри фільтрування та відстоювання, вплив рН та концентрації твердої фази на процес. Розглянуто можливість та переваги використання капілярного фільтрування для розділення фаз. The features of iron ferro-cyanides solid deposits sedimentation and filtration during the separation from liquid phase are investigated. The main parameters of filtration and sedimentation, the influence of pH and solid phase concentration are determined. The possibility and advantages of capillary filtration application for phases separation are considered. ru Інститут газу НАН України Энерготехнологии и ресурсосбережение Охрана окружающей среды Обезвоживание осадков ферроцианидов железа Dehydration of Iron Ferrocyanides Solid Deposits Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| spellingShingle |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа Радовенчик, Я.В. Котлярова, В.С. Охрана окружающей среды |
| title_short |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| title_full |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| title_fullStr |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| title_full_unstemmed |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| title_sort |
обезвоживание осадков ферроцианидов железа |
| author |
Радовенчик, Я.В. Котлярова, В.С. |
| author_facet |
Радовенчик, Я.В. Котлярова, В.С. |
| topic |
Охрана окружающей среды |
| topic_facet |
Охрана окружающей среды |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Dehydration of Iron Ferrocyanides Solid Deposits |
| description |
Исследованы особенности процессов отстаивания и фильтрования осадков ферроцианидов железа при их отделении от жидкой фазы. Определены основные параметры фильтрования и отстаивания, влияние рН и концентрации твердой фазы на процесс. Рассмотрена возможность и преимущества использования капиллярного фильтрования для разделения фаз.
Досліджено особливості процесів відстоювання та фільтрування осадів фероціанідів заліза при їх відділенні від рідкої фази. Встановлено основні параметри фільтрування та відстоювання, вплив рН та концентрації твердої фази на процес. Розглянуто можливість та переваги використання капілярного фільтрування для розділення фаз.
The features of iron ferro-cyanides solid deposits sedimentation and filtration during the separation from liquid phase are investigated. The main parameters of filtration and sedimentation, the influence of pH and solid phase concentration are determined. The possibility and advantages of capillary filtration application for phases separation are considered.
|
| issn |
0235-3482 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127030 |
| citation_txt |
Обезвоживание осадков ферроцианидов железа / Я.В. Радовенчик, В.С. Котлярова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2011. — № 5. — С. 32-35. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT radovenčikâv obezvoživanieosadkovferrocianidovželeza AT kotlârovavs obezvoživanieosadkovferrocianidovželeza AT radovenčikâv dehydrationofironferrocyanidessoliddeposits AT kotlârovavs dehydrationofironferrocyanidessoliddeposits |
| first_indexed |
2025-11-27T02:22:37Z |
| last_indexed |
2025-11-27T02:22:37Z |
| _version_ |
1850791072975814656 |
| fulltext |
Çà ñ÷åò àòîìíîé ýíåðãåòèêè ñåãîäíÿ ïîêðû-
âàåòñÿ îêîëî 13–14 % ýíåðãåòè÷åñêèõ ïîòðåáíî-
ñòåé ÷åëîâå÷åñòâà.  Óêðàèíå 4 ÀÝÑ ñ 15 ðåàê-
òîðàìè îáåñïå÷èâàþò îêîëî 50 % âñåé ýëåêòðî-
ýíåðãèè [1]. Ïðîèçâîäñòâî àòîìíîé ýíåðãèè âñå-
ãäà ñîïðîâîæäàåòñÿ çàãðÿçíåíèåì îêðóæàþùåé
ñðåäû ðàäèîàêòèâíûìè èçîòîïàìè, ÷òî òðåáóåò
âûïîëíåíèÿ áîëüøîãî ïåðå÷íÿ ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ ìåð äëÿ ìèíèìèçàöèè íåãàòèâíîãî âëèÿíèÿ
íà æèâûå îáúåêòû. Äëÿ Óêðàèíû óêàçàííûå
ïðîáëåìû ÿâëÿþòñÿ î÷åíü ñåðüåçíûìè è àêòó-
àëüíûìè, ïîñêîëüêó â ðåçóëüòàòå àâàðèè íà
×ÀÝÑ â îêðóæàþùóþ ñðåäó áûëî âûáðîøåíî
áîëüøîå êîëè÷åñòâî èçîòîïîâ Cs-137 è Sr-90.
Òåïåðü äëÿ ïðèâåäåíèÿ óðîâíÿ åå çàãðÿçíåíèÿ
äî ïðèåìëåìûõ äëÿ ïðîæèâàíèÿ çíà÷åíèé íåîá-
õîäèìî óäàëåíèå è çàõîðîíåíèå çàãðÿçíåííûõ
âåùåñòâ è ìàòåðèàëîâ. Çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü âû-
áðîøåííûõ èçîòîïîâ àêêóìóëèðîâàíà â ïîâåðõ-
íîñòíûõ âîäîåìàõ íà òåððèòîðèè Óêðàèíû è
ñîñåäíèõ ãîñóäàðñòâ. Ìíîæåñòâî ðàäèîàêòèâ-
íûõ îòõîäîâ îáðàçóåòñÿ ïðè ðàáîòå ÀÝÑ òàêæå
â âèäå çàãðÿçíåííîé æèäêîé ôàçû. Ïîýòîìó
óäàëåíèå èçîòîïîâ Cs-137 è Sr-90 ïðåäñòàâëÿåò
ñîáîé îòäåëüíóþ ìàñøòàáíóþ ÷àñòü êîìïëåêñ-
íîé ïðîáëåìû äåçàêòèâàöèè îêðóæàþùåé ñðåäû
è ïðåäóïðåæäåíèÿ åå çàãðÿçíåíèÿ.
Èçâåñòíî ìíîãî âåùåñòâ, êîòîðûå ìîæíî
èñïîëüçîâàòü â ïðîöåññàõ óäàëåíèÿ ðàäèîèçîòî-
ïîâ èç âîäíîé ñðåäû, è èõ ðàçðàáîòêà àêòèâíî
ïðîäîëæàåòñÿ [1]. Ïðè ýòîì â áîëüøèíñòâå ñëó-
÷àåâ íå ó÷èòûâàåòñÿ òîò ôàêò, ÷òî èçúÿòûå ðà-
äèîèçîòîïû ïîäëåæàò îáÿçàòåëüíîìó äëèòåëü-
íîìó õðàíåíèþ èëè çàõîðîíåíèþ. Ïîýòîìó ìàê-
ñèìàëüíàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà äåçàêòèâà-
öèè îáåñïå÷èâàåòñÿ ïðè ìèíèìàëüíîì êîëè÷åñò-
âå îñàäêîâ, êîòîðûå ñ öåëüþ íàäåæíîé ôèêñà-
öèè ïðåäâàðèòåëüíî ñìåøèâàþò ñî ñòåêëîì, áè-
òóìîì, öåìåíòîì è ò.ï. Ñåãîäíÿ ïîäàâëÿþùåå
áîëüøèíñòâî òåõíîëîãèé ïðåäïîëàãàåò èñïîëü-
çîâàíèå ðàçëè÷íûõ ñîðáåíòîâ, ïîâåðõíîñòü êî-
òîðûõ ìîäèôèöèðîâàíà âåùåñòâàìè, ñïîñîáíû-
32 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 5
Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû
ÓÄÊ 532.63
Îáåçâîæèâàíèå îñàäêîâ ôåððîöèàíèäîâ æåëåçà
Ðàäîâåí÷èê ß.Â., Êîòëÿðîâà Â.Ñ.
Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Èññëåäîâàíû îñîáåííîñòè ïðîöåññîâ îòñòàèâàíèÿ è ôèëüòðîâàíèÿ îñàäêîâ ôåððîöèà-
íèäîâ æåëåçà ïðè èõ îòäåëåíèè îò æèäêîé ôàçû. Îïðåäåëåíû îñíîâíûå ïàðàìåòðû
ôèëüòðîâàíèÿ è îòñòàèâàíèÿ, âëèÿíèå ðÍ è êîíöåíòðàöèè òâåðäîé ôàçû íà ïðîöåññ.
Ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòü è ïðåèìóùåñòâà èñïîëüçîâàíèÿ êàïèëëÿðíîãî ôèëüòðîâàíèÿ
äëÿ ðàçäåëåíèÿ ôàç.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ôåððîöèàíèäû, îòñòàèâàíèå, ôèëüòðîâàíèå, êàïèëëÿðíîå ôèëüòðî-
âàíèå, îáåçâîæèâàíèå.
Äîñë³äæåíî îñîáëèâîñò³ ïðîöåñ³â â³äñòîþâàííÿ òà ô³ëüòðóâàííÿ îñàä³â ôåðîö³àí³ä³â
çàë³çà ïðè ¿õ â³ää³ëåíí³ â³ä ð³äêî¿ ôàçè. Âñòàíîâëåíî îñíîâí³ ïàðàìåòðè ô³ëüòðóâàííÿ
òà â³äñòîþâàííÿ, âïëèâ ðÍ òà êîíöåíòðàö³¿ òâåðäî¿ ôàçè íà ïðîöåñ. Ðîçãëÿíóòî ìîæ-
ëèâ³ñòü òà ïåðåâàãè âèêîðèñòàííÿ êàï³ëÿðíîãî ô³ëüòðóâàííÿ äëÿ ðîçä³ëåííÿ ôàç.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ôåðîö³àí³äè, â³äñòîþâàííÿ, ô³ëüòðóâàííÿ, êàï³ëÿðíå ô³ëüòðóâàííÿ,
çíåâîäíåííÿ.
� Ðàäîâåí÷èê ß.Â., Êîòëÿðîâà Â.Ñ., 2011
ìè ýôôåêòèâíî ïîãëîùàòü ðàäèîèçîòîïû èç
âîäíîé ñðåäû è íàäåæíî èõ ôèêñèðîâàòü íà
ñâîåé ïîâåðõíîñòè.
Íàèáîëåå èçâåñòíûìè âåùåñòâàìè, ñïîñîá-
íûìè ýôôåêòèâíî ïîãëîùàòü èçîòîïû Cs-137 è
Sr-90 èç âîäíîé ñðåäû è íàäåæíî ôèêñèðîâàòü
èõ â îáúåìå îñàäêà, ñ÷èòàþòñÿ ôåððîöèàíèäû
ìåòàëëîâ: Fe3[Fe(CN)6]2, Fe4[Fe(CN)6]3,
Ni3[Fe(CN)6]2 è ò.ï. [2]. Ïîäàâëÿþùåå áîëü-
øèíñòâî òÿæåëûõ è öâåòíûõ ìåòàëëîâ òàêæå
ìîæåò áûòü óäàëåíî èç âîäíîé ñðåäû çà ñ÷åò
ôîðìèðîâàíèÿ ìàëîðàñòâîðèìûõ ñîåäèíåíèé
ñîîòâåòñòâóþùèõ ôåððîöèàíèäîâ. Îñíîâíîé
ïðîáëåìîé èñïîëüçîâàíèÿ òàêîãî ìåòîäà ÿâëÿåò-
ñÿ ÷ðåçâû÷àéíî âûñîêàÿ äèñïåðñíîñòü ÷àñòèö
îñàäêîâ, ôîðìèðóþùèõñÿ ïðè ïðèìåíåíèè ôåð-
ðîöèàíèäîâ.
Ïîñëå èñïîëüçîâàíèÿ â ïðîöåññàõ äåçàêòè-
âàöèè èëè ïîãëîùåíèÿ èîíîâ ìåòàëëîâ îñàäêè
òðóäíî îòäåëèòü îò âîäíîé ñðåäû. Ýòî ñòèìóëè-
ðóåò ðàçðàáîòêó òåõíîëîãè÷åñêèõ ïðîöåññîâ,
ïðåäóñìàòðèâàþùèõ íàíåñåíèå ñîîòâåòñòâóþ-
ùèõ ñîåäèíåíèé íà ïîâåðõíîñòü ñîðáåíòîâ ñ öå-
ëüþ îáåñïå÷åíèÿ ýôôåêòèâíîãî ðàçäåëåíèÿ
òâåðäîé è æèäêîé ôàç. Òàêîå ðåøåíèå ïðîáëå-
ìû ñîïðîâîæäàåòñÿ óâåëè÷åíèåì íà íåñêîëüêî
ïîðÿäêîâ îáúåìà îñàäêîâ, ïîäëåæàùèõ îáÿçà-
òåëüíîìó çàõîðîíåíèþ, ÷òî ïðèâîäèò ê àâòîìà-
òè÷åñêîìó óâåëè÷åíèþ ñòîèìîñòè èòàê íåäåøå-
âûõ ïðîöåññîâ çàõîðîíåíèÿ ðàäèîàêòèâíûõ è
òîêñè÷íûõ îòõîäîâ.
Öåëü íàñòîÿùåé ðàáîòû — èçó÷åíèå íà
ïðèìåðå îñàäêîâ ôåððîöèàíèäîâ æåëåçà ïðî-
öåññîâ îòäåëåíèÿ èõ îò æèäêîé ôàçû îòñòàèâà-
íèåì è ôèëüòðîâàíèåì, ðàçðàáîòêà íà îñíîâå
ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ íîâûõ ýôôåêòèâíûõ
òåõíîëîãèé îáåçâîæèâàíèÿ òâåðäûõ ÷àñòèö.
Îñàäêè ôåððîöèàíèäîâ æåëåçà ïîëó÷àëè â
ðåçóëüòàòå ñìåøèâàíèÿ ðàñòâîðîâ ðåàêòèâîâ êâà-
ëèôèêàöèè ×ÄÀ â ñîîòâåòñòâèè ñ óðàâíåíèåì:
4 FeCl3 + 3 K4[Fe(CN)6] � Fe4[Fe(CN6]3 + 12 KCl.
Äëÿ èçó÷åíèÿ ïðîöåññîâ îòñòàèâàíèÿ
100 ñì3 ïîëó÷åííîé ñóñïåíçèè çàëèâàëè â ìåð-
íûé öèëèíäð è ñíèìàëè êðèâûå ñåäèìåíòàöèè.
Ïðè íåîáõîäèìîñòè ñóñïåíçèþ ðàçáàâëÿëè âî-
äîé, è ðàñòâîðàìè NaOH èëè HCl êîððåêòèðî-
âàëè ðÍ. Äëÿ èçó÷åíèÿ ïðîöåññîâ ôèëüòðîâà-
íèÿ èñïîëüçîâàëè îáû÷íóþ ëàáîðàòîðíóþ âî-
ðîíêó, â êîòîðîé ðàçìåùàëè êðóæîê ôèëüòðî-
âàëüíîé áóìàãè òèïà «ñèíÿÿ ëåíòà» äèàìåòðîì
11 ñì. Ïðè ôèëüòðîâàíèè îñàäêîâ çåðêàëî ñóñ-
ïåíçèè â âîðîíêå ïîñòîÿííî ïîääåðæèâàëîñü íà
ìàêñèìàëüíîì óðîâíå. Äîïîëíèòåëüíî èçó÷àëè
ïðîöåññ òàê íàçûâàåìîãî êàïèëëÿðíîãî ôèëüò-
ðîâàíèÿ, êîòîðîå äî ñèõ ïîð åùå íå ïðèâëåêëî
âíèìàíèÿ ó÷åíûõ. Ñóòü åãî çàêëþ÷àåòñÿ â òîì,
÷òî â ñóñïåíçèþ ïîãðóæàëè æãóò èç õëîïêà
äèàìåòðîì 1,5 ñì, êîòîðûé âûâîäèëè çà ïðåäå-
ëû ñîñóäà. Ïðè ñîîòâåòñòâóþùèõ óñëîâèÿõ [3]
ïîä äåéñòâèåì ñèë ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ
æèäêàÿ ôàçà îòâîäèëàñü çà ïðåäåëû ñîñóäà, à
òâåðäàÿ ëîêàëèçîâàëàñü íà åãî äíå.
 ùåëî÷íîé ñðåäå ôåððîöèàíèäû ìåòàëëîâ
ðàçðóøàþòñÿ, ïîýòîìó íàìè áûëè ïðåäâàðè-
òåëüíî èçó÷åíû ãðàíèöû ñòàáèëüíîãî ñóùåñòâî-
âàíèÿ èõ îñàäêîâ. Äëÿ ýòîãî îáðàçåö ñóñïåíçèè
ñ êîíöåíòðàöèåé òâåðäîé ôàçû 200 ìã/äì3 ïîä-
âåðãàëè êîððåêòèðîâêå ðÍ äîáàâëåíèåì íåîáõî-
äèìîãî êîëè÷åñòâà ðàñòâîðîâ NaOH è HCl. Ïî-
ñëå ýòîãî îïðåäåëÿëè îïòè÷åñêóþ ïëîòíîñòü
ñóñïåíçèè. Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ïðèâåäåíû
íà ðèñ.1.
Êàê âèäíî èç ðèñóíêà, îïòè÷åñêàÿ ïëîò-
íîñòü ïðè èçìåíåíèè ðÍ òàêæå ñóùåñòâåííî ìå-
íÿåòñÿ. Ìàêñèìàëüíàÿ îïòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü
õàðàêòåðíà äëÿ èññëåäóåìûõ ñóñïåíçèé â íåé-
òðàëüíîé ñðåäå, ÷òî ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î
ñòåõèîìåòðè÷íîñòè ñèíòåçèðîâàííûõ îñàäêîâ.
Òàê, ñóñïåíçèÿ, ïîëó÷åííàÿ ñîãëàñíî ïðèâåäåí-
íîìó óðàâíåíèþ, ñ èñõîäíîé êîíöåíòðàöèåé
òâåðäîé ôàçû 1000 ìã/äì3 èìååò ðÍ 5,78. Â
êèñëîé ñðåäå èçìåíåíèå îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè
îñàäêà ïðîèñõîäèò çíà÷èòåëüíî ìåäëåííåå, ÷åì
â ùåëî÷íîé. Óæå ïðè ðÍ 9 çàôèêñèðîâàòü
òâåðäóþ ôàçó â ðàñòâîðå ôèëüòðîâàíèåì ÷åðåç
ïëîòíûå îáðàçöû ôèëüòðîâàëüíîé áóìàãè íå
óäàåòñÿ.  êèñëîé ñðåäå äàæå ïðè ðÍ < 2
òâåðäàÿ ôàçà â íåêîòîðîì êîëè÷åñòâå âñå æå
ñóùåñòâóåò, õîòÿ è ñëèøêîì âûñîêîäèñïåðñ-
íàÿ. Ïîýòîìó çíà÷åíèå ðÍ îãðàíè÷èëè äèàïà-
çîíîì îò 3,0 äî 7,5, ãäå òâåðäàÿ ôàçà íàèáîëåå
ñòàáèëüíà.
Èçó÷åíèå ïðîöåññîâ îòñòàèâàíèÿ ñóñïåíçèè
ïîêàçàëî, ÷òî îñâåòëåíèå æèäêîé ôàçû ýôôåê-
òèâíî ïðîõîäèò ëèøü ïðè åå êîíöåíòðàöèè
áîëåå 700–800 ìã/äì3. Íî äàæå ïðè êîíöåí-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 5 33
Ðèñ.1. Èçìåíåíèå îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòè ñóñïåíçèè ôåððî-
öèàíèäà æåëåçà ïðè èçìåíåíèè ðÍ.
òðàöèè 1000 ìã/äì3 â îñâåòëåííîé âîäå è íà
ñòåíêàõ ñîñóäà ôèêñèðóþòñÿ äîëè ôåððîöèàíè-
äà æåëåçà, êîòîðûå íåîáõîäèìî óäàëÿòü äîïîë-
íèòåëüíûì ôèëüòðîâàíèåì.
Ïðè áîëüøèõ êîíöåíòðàöèÿõ òâåðäîé ôàçû
îòñòàèâàíèå ïðîèñõîäèò áîëåå ýôôåêòèâíî
(ðèñ.2), âèäèìûé îáúåì îñàäêà ïðè ýòîì äî-
âîëüíî çíà÷èòåëåí, ïðè÷åì óìåíüøèòü åãî íå
óäàåòñÿ äàæå ïðè îòñòàèâàíèè áîëåå 5 ÷. Êàê
âèäíî èç ðèñóíêà, ïðè ñîäåðæàíèè òâåðäîé ôà-
çû 1 ã/äì3 âèäèìûé îáúåì îñàäêà ïîñëå 3 ÷ îò-
ñòàèâàíèÿ ñîñòàâëÿåò îêîëî 20 % ïåðâîíà÷àëü-
íîãî îáúåìà ñóñïåíçèè. Ïðè óâåëè÷åíèè ñîäåð-
æàíèÿ òâåðäîé ôàçû äî 5 ã/äì3 ýòîò ïàðàìåòð
âîçðàñòàåò ïî÷òè äî 80 %.
Òàêæå áîëüøèå ïðîáëåìû âîçíèêàþò ïðè
íèçêîì ñîäåðæàíèè ÷àñòèö ôåððîöèàíèäà æåëå-
çà. Íàïðèìåð, ïðè êîíöåíòðàöèè òâåðäîé ôàçû
500 ìã/äì3 ïîñëå 3 ÷ îòñòàèâàíèÿ íà äíå ôîð-
ìèðóåòñÿ ñëîé îñàäêà, âèäèìûé îáúåì êîòîðîãî
ñîñòàâëÿåò áîëåå 11 % ïåðâîíà÷àëüíîãî îáúåìà
ñóñïåíçèè. Îáúåì æèäêîé ôàçû íàä îñàäêîì
ïîëíîñòüþ íå îñâåòëÿåòñÿ è ñîäåðæèò 6–
28 ìã/äì3 (â çàâèñèìîñòè îò ãëóáèíû îòáîðà
ïðîáû) âçâåøåííûõ âåùåñòâ, êîòîðûå ìîæíî
ïîëíîñòüþ îòäåëèòü òîëüêî ôèëüòðîâàíèåì.
Ïðè íà÷àëüíîì ñîäåðæàíèè òâåðäîé ôàçû
250 ìã/äì3 ÷åðåç 3 ÷ ïîñëå íà÷àëà îòñòàèâàíèÿ
íà äíå ôîðìèðóåòñÿ ñëîé îñàäêà, îáúåì êîòîðî-
ãî ñîñòàâëÿåò îêîëî 6 % îáùåãî îáúåìà ñóñïåí-
çèè. Íàä îñàäêîì â âèäå âçâåñè îñòàåòñÿ îêîëî
110 ìã/äì3 òâåðäîé ôàçû. À óæå ïðè íà÷àëü-
íîì ñîäåðæàíèè òâåðäîé ôàçû 125 ìã/äì3 ïî-
ñëå 3 ÷ îòñòàèâàíèÿ íà äíå ëîêàëèçóþòñÿ îò-
äåëüíûå ÷àñòèöû, èõ ñîäåðæàíèå â îòñòîÿííîé
âîäå ñîñòàâëÿåò îêîëî 115 ìã/äì3.
Èçìåíåíèå ðÍ â ïðåäåëàõ 3,0–7,5 ìîæåò
ñóùåñòâåííî âëèÿòü íà óñëîâèÿ îñâåòëåíèÿ.
Òàê, ïðè íà÷àëüíîé êîíöåíòðàöèè ÷àñòèö ôåð-
ðîöèàíèäà æåëåçà 250 ìã/äì3 ïðè ðÍ 3,0 â òå-
÷åíèå 3 ÷ îñâåòëåíèå ðàñòâîðà ïðîèñõîäèò
î÷åíü ìåäëåííî, îáúåì îñâåòëåííîé âîäû ñî-
ñòàâëÿåò 3–5 % ïåðâîíà÷àëüíîãî îáúåìà ñóñïåí-
çèè. Ïðè ðÍ 7,5 îñâåòëåíèå ïðîèñõîäèò äîâîëü-
íî èíòåíñèâíî.  òå÷åíèå ïåðâûõ 10–15 ìèí â
ñóñïåíçèè íàáëþäàåòñÿ ñóùåñòâåííîå óêðóïíå-
íèå ÷àñòèö è èõ èíòåíñèâíîå îñåäàíèå íà äíî.
Ïî íàøåìó ìíåíèþ, ýòî ñâÿçàíî ñ îáðàçîâàíèåì
â îáúåìå ñóñïåíçèè ñîâìåñòíûõ ñ èîíàìè
íàòðèÿ ñîåäèíåíèé, ãèäðîêñèä êîòîðîãî èñïîëü-
çîâàëè äëÿ êîððåêòèðîâêè ðÍ. Îáðàçîâàíèå òà-
êèõ ñîåäèíåíèé ñïîñîáñòâóåò êîàãóëÿöèè ÷àñ-
òèö è èõ óêðóïíåíèþ è ñåäèìåíòàöèè. Îäíàêî
3–7 ìã/äì3 ÷ðåçâû÷àéíî ìåëêèõ ÷àñòèö îñòà-
þòñÿ â îñâåòëåííîì ðàñòâîðå äàæå ïîñëå îò-
ñòàèâàíèÿ â òå÷åíèå 3 ÷ è ìîãóò áûòü óñïåøíî
îòäåëåíû òîëüêî ôèëüòðîâàíèåì. Ïîýòîìó îò-
ñòàèâàíèå êàê ñòàäèÿ òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîöåñ-
ñà íå ìîæåò ñóùåñòâåííî ïîâëèÿòü íà îáùóþ
ýôôåêòèâíîñòü è íå ìîæåò áûòü îñíîâíûì ïðî-
öåññîì ðàçäåëåíèÿ òâåðäîé è æèäêîé ôàç. Ïðè
êîíöåíòðàöèÿõ áîëåå 1000 ìã/äì3 ïðîöåññ îò-
ñòàèâàíèÿ ìîæíî èñïîëüçîâàòü êàê ñòàäèþ
ïðåäâàðèòåëüíîãî êîíöåíòðèðîâàíèÿ òâåðäîé
ôàçû.
Ïðè èçó÷åíèè ôèëüòðàöèè èçìåíÿëè íà-
÷àëüíóþ êîíöåíòðàöèþ ÷àñòèö ôåððîöèàíèäà
æåëåçà â èññëåäóåìûõ ðàñòâîðàõ è èñïîëüçîâà-
ëè ôèëüòðîâàëüíóþ áóìàãó òèïà «ñèíÿÿ ëåí-
òà». Ýêñïåðèìåíò çàêëþ÷àëñÿ â èçìåðåíèè âðå-
ìåíè, çà êîòîðîå íàêàïëèâàåòñÿ îïðåäåëåííîå
êîëè÷åñòâî ôèëüòðàòà.
Êàê âèäíî èç ðèñ.3, äàæå äëÿ òîãî, ÷òîáû
îòôèëüòðîâàòü 12,5 ìã îñàäêà ôåððîöèàíèäà
æåëåçà èç 100 ìë ñóñïåíçèè, íåîáõîäèìî ïî÷òè
10 ìèí. Ïî ìåðå íàêîïëåíèÿ îñàäêà íà ôèëüòðå
34 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 5
Ðèñ.2. Êðèâûå ñåäèìåíòàöèè ÷àñòèö ôåððîöèàíèäà æåëåçà
ïðè ðàçëè÷íîì ñîäåðæàíèè èõ â ñóñïåíçèè, ã/äì3.
Ðèñ.3. Êðèâûå ôèëüòðîâàíèÿ ñóñïåíçèè ÷àñòèö ôåððîöèàíè-
äà æåëåçà íà ôèëüòðîâàëüíîé áóìàãå «ñèíÿÿ ëåíòà» ïðè ðàç-
ëè÷íûõ íà÷àëüíûõ êîíöåíòðàöèÿõ òâåðäîé ôàçû (ã/äì3).
ýòîò ïåðèîä ñóùåñòâåííî âîçðàñòàåò, îñîáåííî
ïðè íà÷àëüíîé êîíöåíòðàöèè áîëåå 1 ã/äì3.
Òàê, äëÿ îòäåëåíèÿ 500 ìã ÷àñòèö ôåððîöèàíè-
äà æåëåçà îò 100 ìë ñóñïåíçèè íåîáõîäèìî çà-
òðàòèòü 57 ìèí. Î÷åâèäíî, ÷òî äàæå ïðè íåçíà-
÷èòåëüíûõ íà÷àëüíûõ êîíöåíòðàöèÿõ òâåðäîé
ôàçû åå íàêîïëåíèå íà ïîâåðõíîñòè ôèëüòðî-
âàëüíîé áóìàãè ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó ñíè-
æåíèþ èíòåíñèâíîñòè ôèëüòðîâàíèÿ. Èñõîäÿ
èç ïëîùàäè ôèëüòðà, ìîæíî ðàññ÷èòàòü ñðåä-
íþþ èíòåíñèâíîñòü ôèëüòðîâàíèÿ. Òàê, ïðè íà-
÷àëüíîì ñîäåðæàíèè òâåðäîé ôàçû 125 ìã/äì3,
ñðåäíÿÿ èíòåíñèâíîñòü ôèëüòðîâàíèÿ ñîñòàâëÿ-
åò 0,08 ì/÷, à ïðè êîíöåíòðàöèè òâåðäîé ôàçû
5 ã/äì3 îíà ñíèæàåòñÿ äî 0,01 ì/÷. Òàêàÿ íèç-
êàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ïðîöåññà ôèëüòðîâàíèÿ
îñàäêîâ ôåððîöèàíèäà æåëåçà ïðåïÿòñòâóåò
âíåäðåíèþ ýôôåêòèâíûõ òåõíîëîãèé óäàëåíèÿ
óêàçàííûõ ñîåäèíåíèé èç ìàòî÷íîãî ðàñòâîðà
è òîðìîçèò øèðîêîå âíåäðåíèå ïðîöåññîâ íà
èõ îñíîâå.
Ïðè èçó÷åíèè îòäåëåíèÿ ÷àñòèö ôåððîöèà-
íèäà æåëåçà îò æèäêîé ôàçû ñ ïîìîùüþ êàïèë-
ëÿðíûõ ôèëüòðîâ ôèêñèðîâàëè âðåìÿ, â òå÷å-
íèå êîòîðîãî î÷èùàëñÿ ñîîòâåòñòâóþùèé îáúåì
ñóñïåíçèè è ðàçäåëÿëñÿ íà òâåðäóþ è æèäêóþ
ôàçû. Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòà ïðåäñòàâëåíû
íà ðèñ.4. Êàê âèäíî èç ãðàôèêîâ, êîíöåíòðàöèÿ
òâåðäîé ôàçû ïðè êàïèëëÿðíîì ôèëüòðîâàíèè
çíà÷èòåëüíî ìåíüøå âëèÿåò íà âðåìÿ ðàçäåëå-
íèÿ, ÷åì â ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ôèëüòðîâàëü-
íîé áóìàãè.
Êàê âèäíî èç ðèñ.3, îáùåå âðåìÿ ïðîöåññà
ðàçäåëåíèÿ ôàç äëÿ ìèíèìàëüíîé è ìàêñèìàëü-
íîé êîíöåíòðàöèé ôåððîöèàíèäîâ æåëåçà âîç-
ðàñòàåò îò 500 äî 3500 ñ (â 7 ðàç), à ïðè èñ-
ïîëüçîâàíèè êàïèëëÿðíîãî ôèëüòðà ýòîò ïàðà-
ìåòð âîçðàñòàåò îò 7000 äî 11400 ñ (63 %). Î÷å-
âèäíî, ýòî ñâÿçàíî ñ ðàçíèöåé â íàïðàâëåíèÿõ
äâèæåíèÿ òâåðäûõ ÷àñòèö è æèäêîé ôàçû. Åñ-
ëè ïðè èñïîëüçîâàíèè áóìàæíûõ ôèëüòðîâ íà-
ïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ âîäû è òâåðäûõ ÷àñòèö
ñîâïàäàþò, òî ïðè êàïèëëÿðíîì ôèëüòðîâàíèè
îíè èìåþò ïðîòèâîïîëîæíóþ íàïðàâëåííîñòü.
Ýòî òîðìîçèò ïðîíèêíîâåíèå ÷àñòèö òâåðäîé
ôàçû ÷åðåç ìåëêèå ïîðû (êîëüìàòàöèþ) è ñíè-
æàåò ñêîðîñòü äâèæåíèÿ æèäêîé ôàçû. Ñêî-
ðîñòü ôèëüòðîâàíèÿ, îïðåäåëåííàÿ ñ ó÷åòîì
ïëîùàäè ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ êàïèëëÿðíîãî
ôèëüòðà, íà íà÷àëüíîì ýòàïå ñîñòàâëÿåò îêîëî
1,2 ì/÷, ñíèæàÿñü â êîíöå ïðîöåññà äî 0,25–
0,40 ì/÷. Äàæå â ýòîì ñëó÷àå ñêîðîñòü ôèëüò-
ðîâàíèÿ áîëåå ÷åì íà ïîðÿäîê ïðåâûøàåò àíàëî-
ãè÷íóþ ïðè èñïîëüçîâàíèè ôèëüòðîâàëüíîé áó-
ìàãè. Ïðè èçìåíåíèè ñîîòâåòñòâóþùèõ ïàðàìåò-
ðîâ êàïèëëÿðíîãî ôèëüòðà ñêîðîñòü ôèëüòðîâà-
íèÿ ìîæåò áûòü ñóùåñòâåííî óâåëè÷åíà [4]. Ïî-
ëîæèòåëüíûì ìîæíî ñ÷èòàòü è òîò ôàêò, ÷òî
äëÿ óäàëåíèÿ ðàäèîíóêëèäîâ è èîíîâ òÿæåëûõ
ìåòàëëîâ êîíöåíòðàöèÿ ÷àñòèö ôåððîöèàíèäîâ
ðåäêî ïðåâûøàåò 100 ìã/äì3, à ïðè òàêîì ñî-
äåðæàíèè òâåðäîé ôàçû åå êîíöåíòðàöèÿ
ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò íà èíòåíñèâíîñòü
ôèëüòðàöèè.
Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ
ïîäòâåðäèëè ýôôåêòèâíîñòü íîâîãî ìåòîäà îá-
ðàáîòêè âûñîêîäèñïåðñíûõ ñóñïåíçèé ñ öåëüþ
ðàçäåëåíèÿ ôàç. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïî ñðàâíå-
íèþ ñ òðàäèöèîííûì ôèëüòðîâàíèåì ñêîðîñòü
äâèæåíèÿ æèäêîñòè ïðè èñïîëüçîâàíèè êàïèë-
ëÿðíûõ ìàòåðèàëîâ íà ïîðÿäîê âûøå, à èíòåí-
ñèâíîñòü ïðîöåññîâ êîëüìàòàöèè çíà÷èòåëüíî
ñíèæàåòñÿ â ðåçóëüòàòå ïðîòèâîïîëîæíîãî íà-
ïðàâëåíèÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè è òâåðäîé ôàçû.
Ðàçðàáîòêà îáîðóäîâàíèÿ íà îñíîâå îïèñàííîãî
ïðîöåññà êàïèëëÿðíîãî ôèëüòðîâàèÿ ïîçâîëèò
ñóùåñòâåííî óâåëè÷èòü îáùóþ ýôôåêòèâíîñòü
ïðîöåññîâ ðàçäåëåíèÿ òâåðäîé è æèäêîé ôàç.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Àíäðîíîâ Î.Á., Ñòðèõàðü Î.Ë. Î÷èñòêà æèäêèõ
ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ. Îáçîð ìåòîäîâ è òåõíîëî-
ãèé. — ×åðíîáûëü, 2001. — 52 ñ. — (Ïðåïð. /
ÍÀÍ Óêðàèíû, Ìåæîòðàñë. íàó÷.-òåõí. öåíòð «Óê-
ðûòèå»; 01–2).
2. Òàíàíàåâ È.Â., Ñåéôåð Ã.Á., Êóçíåöîâ Þ.ß., Êî-
ðîëüêîâ À.Ï. Õèìèÿ ôåððîöèàíèäîâ. — Ì. : Íàó-
êà, 1971. — 320 ñ.
3. Ðàäîâåí÷èê ß.Â., Ãîìåëÿ Ì.Ä. Î÷èùåííÿ âîäè ç
âèêîðèñòàííÿì ìàòåð³àë³â ³ç êàï³ëÿðíèìè âëàñòè-
âîñòÿìè // ³ñí. ÍÒÓÓ «Êϲ». Õ³ì. ³íæåíåð³ÿ,
åêîëîã³ÿ òà ðåñóðñîçáåðåæåííÿ. — 2009. — ¹ 2.
— Ñ. 37–39.
4. Ðàäîâåí÷èê ß.Â., Êîòëÿðîâà Â.Ñ. Âèâ÷åííÿ óìîâ
ïåðåò³êàííÿ ð³äèíè â êàï³ëÿðíèõ ìàòåð³àëàõ //
Âîñòî÷íî-Åâðîï. æóðí. ïåðåäîâ. òåõíîëîãèé. —
2010. — ¹ 48. — Ñ. 23–25.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 04.04.11
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 5 35
Ðèñ.4. Êðèâûå îòäåëåíèÿ ÷àñòèö ôåððîöèàíèäîâ æåëåçà íà
êàïèëëÿðíîì ôèëüòðå ïðè ðàçíûõ íà÷àëüíûõ êîíöåíòðà-
öèÿõ òâåðäîé ôàçû (ã/äì3).
Î÷èñòêà øàõòíûõ âîä ÿâëÿåòñÿ ñëîæíîé è
àêòóàëüíîé ïðîáëåìîé, îñîáåííî â ïðîìûøëåí-
íûõ ðåãèîíàõ, ãäå âñëåäñòâèå àíòðîïîãåííîãî
âëèÿíèÿ ãðóíòîâûå è ïîâåðõíîñòíûå âîäû õà-
ðàêòåðèçóþòñÿ ïîâûøåííîé ìèíåðàëèçàöèåé.
Ýòî ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî áîëüøàÿ ÷àñòü íàñåëå-
íèÿ ýòèõ ðåãèîíîâ èñïîëüçóåò íåêà÷åñòâåííóþ
âîäó â ñèñòåìàõ ïèòüåâîãî âîäîñíàáæåíèÿ [1, 2].
Åùå áîëåå îñòðî ñòîèò ïðîáëåìà î÷èñòêè
øàõòíûõ âîä, çàãðÿçíåííûõ óðàíîì. Ñáðîñ òàêèõ
âîä áåç íàäëåæàùåé î÷èñòêè íå äîïóñêàåòñÿ.
Øàõòíûå âîäû, îáðàçóþùèåñÿ ïðè äîáû÷å
óðàíà, à òàêæå ñòî÷íûå âîäû, îáðàçóþùèåñÿ íà
ãîðíîîáîãàòèòåëüíûõ êîìáèíàòàõ, ÷àñòî ñîäåð-
æàò ïðèìåñè óðàíà, ïðåâûøàþùèå ïðåäåëüíî
äîïóñòèìûå êîíöåíòðàöèè. Ñóùåñòâóþùèå ìå-
òîäû, îñíîâàííûå íà ïîäùåëà÷èâàíèè ñòî÷íûõ
âîä è îñàæäåíèè óðàíà â âèäå îñàäêà ñ ïîñëå-
äóþùèì ïîäêèñëåíèåì î÷èùåííîé âîäû, ïðèâî-
äÿò ê ñóùåñòâåííîìó âòîðè÷íîìó çàãðÿçíåíèþ
âîäû ìèíåðàëüíûìè ñîåäèíåíèÿìè, êðîìå òîãî,
ýòè ìåòîäû íåäîñòàòî÷íî ýôôåêòèâíû. Ìåòîäû,
îñíîâàííûå íà èñïîëüçîâàíèè ìåìáðàí (óëüòðà-
íàíîôèëüòðàöèÿ, îáðàòíûé îñìîñ), äîðîãîñòîÿ-
ùèå. Ïðè èõ èñïîëüçîâàíèè îáðàçóþòñÿ áîëü-
øèå îáúåìû êîíöåíòðàòîâ, êîòîðûå ñëîæíî ïå-
ðåðàáàòûâàòü. Ïîýòîìó ðàçðàáîòêà ìåòîäîâ î÷è-
ñòêè âîäû îò ïðèìåñåé óðàíà, îñíîâàííûõ íà
36 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2011. ¹ 5
Dehydration of Iron Ferrocyanides Solid Deposits
Radovenchyk Ya.V., Kotlyarova V.S.
National Technical University of Ukraine «KPI», Kiev
The features of iron ferro-cyanides solid deposits sedimentation and filtration during the
separation from liquid phase are investigated. The main parameters of filtration and sedi-
mentation, the influence of pH and solid phase concentration are determined. The possi-
bility and advantages of capillary filtration application for phases separation are
considered.
Key words: ferro-cyanides, sedimentation, filtration, capillary filtration, dehydration.
Received April 4, 2011
ÓÄÊ 628.1.034.2
Î÷èñòêà øàõòíûõ âîä îò óðàíà êîàãóëÿöèåé
Îìåëü÷óê Þ.À.1, Ðóäêîâñêàÿ Å.Â.1, Ãîìåëÿ Í.Ä.2
1 Ñåâàñòîïîëüñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò
ÿäåðíîé ýíåðãèè è ïðîìûøëåííîñòè
2 Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò Óêðàèíû «ÊÏÈ», Êèåâ
Ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé ïî î÷èñòêå øàõòíûõ âîä îò óðàíà ìåòîäîì êîà-
ãóëÿöèè. Èçó÷åíû ïðîöåññû î÷èñòêè óðàíñîäåðæàùèõ øàõòíûõ âîä â çàâèñèìîñòè îò
òèïà è äîçû êîàãóëÿíòà, òèïà è äîçû ôëîêóëÿíòîâ, ðÍ ñðåäû. Îïðåäåëåíû îïòèìàëü-
íûå óñëîâèÿ ïîëíîé î÷èñòêè âîäû îò ïðèìåñåé óðàíà. Óñòàíîâëåíî, ÷òî êîàãóëÿíòû â
çíà÷èòåëüíîé ìåðå óâåëè÷èâàþò ýôôåêòèâíîñòü î÷èñòêè âîäû îò óðàíà ôëîêóëÿíòà-
ìè. Îïðåäåëåíû óñëîâèÿ ðåàãåíòíîé î÷èñòêè âîäû îò ñóëüôàòîâ ñ îäíîâðåìåííûì âû-
äåëåíèåì óðàíà èç âîäû.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: êîàãóëÿöèÿ, ôëîêóëÿíòû, óðàíñîäåðæàùèå øàõòíûå âîäû.
Ïðèâåäåíî ðåçóëüòàòè äîñë³äæåíü ç î÷èùåííÿ øàõòíèõ âîä â³ä óðàíó ìåòîäîì êîàãó-
ëÿö³¿. Âèâ÷åíî ïðîöåñè î÷èùåííÿ óðàíâì³ñòíèõ øàõòíèõ âîä ó çàëåæíîñò³ â³ä òèïó òà
äîçè êîàãóëÿíòó, òèïó òà äîçè ôëîêóëÿíò³â, ðÍ ñåðåäîâèùà. Âèçíà÷åíî îïòèìàëüí³
óìîâè ïîâíîãî î÷èùåííÿ âîäè â³ä äîì³øîê óðàíó. Âñòàíîâëåíî, ùî êîàãóëÿíòè çíà÷-
íîþ ì³ðîþ çá³ëüøóþòü åôåêòèâí³ñòü î÷èùåííÿ âîäè â³ä óðàíó ôëîêóëÿíòàìè. Âèçíà-
÷åíî óìîâè ðåàãåíòíîãî î÷èùåííÿ âîäè â³ä ñóëüôàò³â ç îäíî÷àñíèì âèä³ëåííÿì óðàíó
ç âîäè.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: êîàãóëÿö³ÿ, ôëîêóëÿíòè, óðàíâì³ñòí³ øàõòí³ âîäè.
� Îìåëü÷óê Þ.À., Ðóäêîâñêàÿ Å.Â., Ãîìåëÿ Í.Ä., 2011
|