ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ВИХІДНОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ ІОНІВ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ НА ЯКІСТЬ ФЕРИТИЗАЦІЙНОЇ ПЕРЕРОБКИ ГАЛЬВАНІЧНИХ ШЛАМІВ

Автор(и)

  • Дмитро Самченко Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-3305-8180
  • Геннадій Кочетов Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0041-7335
  • Дмитро Дереча Інститут магнетизму Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-2442-3759
  • Юрій Скирта Інститут магнетизму Національної академії наук України та Міністерства освіти і науки України, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6881-2983
  • Олесь Ластівка Київський національний університет будівництва і архітектури, Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3670-0020

DOI:

https://doi.org/10.32347/2524-0021.2022.39.61-70

Ключові слова:

феритизація, гальванічні шлами, важкі метали, електромагнітні імпульсні розряди

Анотація

Експериментально досліджено вплив одного з ключових параметрів процесу феритизації – вихідної сумарної концентрації іонів важких металів (СƩ) на якість переробки гальванічних шламів. Визначено, що при СƩ = 5,33 г/дм3 і застосуванні електромагнітної імпульсної активації феритизаційного процесу отримано найменші значення залишкових концентрацій іонів важких металів в очищеному розчині: феруму – 0,10; нікелю − 0,19; купруму − 0,12; цинку − 0,10 мг/дм3. Отримані значення відповідають середньому ступеню вилучення цих іонів 99,97 %. Очищений розчин придатний для повторного використання на гальванічному виробництві. В результаті структурних досліджень зразків осадів встановлено, що при сумарній концентрації 5,33 г/дм3 іонів важких металів в реакційній суміші феритизації незалежно від способу активації процесу виявлені фази з вмістом кристалічних феромагнітних фаз феритів (Ni, Cu, Zn)Fe2O4, який перевищує 92 %. Підтверджено ефективність проведення ресурсоощадної електромагнітної імпульсної активації реакційної суміші в процесі феритизації. При використанні цього способу активації енергозатрати знижуються в 1,5 рази в порівнянні з термічним. Запропонована ресурсозберігаюча феритизаційна технологія запобігає забрудненню навколишнього середовища, забезпечує раціональне використання сировини та енергії, а також дозволяє отримати товарні продукти з відходів виробництва.

Посилання

Zueva, S., Ferella, F., Ippolito, N. M., Ruduka, E., & De Michelis, I. (2021) Wastewater Treatment from Galvanization Industry with Zinc recovery. E3S Web of Conferences, 247, 01064. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124701064

Chelnokov, A. A., Yushchenko, L. F., Zhmykov, I. N., & Yurashchik, K. K. (2018) Waste management. Minsk: Higher School. ISBN 978-985-06-2865-7.. [in Rus-sian]

Marcus, M.-I., Vlad, M., Deak, G., Moncea, A,. Panait, A.-M., & Movileanu, G. (2020) Thermal stability of inorganic pigments synthesized from galvanic sludge. Revista de Chimie, 71(8), 13‒20. https://doi.org/10.37358/rc.20.8.8274

Vilarinho, C., Teixeira, J., Araújo, J., & Carvalho, J. (2017) Effect of time and acid concentration on metal extraction from galvanic sludges. Proceedings of the ASME 2017 International Mechanical Engineering Congress and Exposition. Volume 14: Emerging Technologies; Materials: Genetics to Structures; Safety Engineering and Risk Analysis. Tampa, Florida, USA. November 3–9, 2017. V014T11A018. ASME. https://doi.org/10.1115/imece2017-71370

Fokina, S. B., Petrov, G. V., Sizyakova, E. V., Andreev, Yu. V., & Kozlovskaya, A. E. (2019) Process solutions of zinc-containing waste disposal in steel industry. International Journal of Civil Engineering and Technology, 10(1), 2083–2089. Retrieved from https://iaeme.com/MasterAdmin/Journal_uploads/IJCIET/VOLUME_10_ISSUE_1/IJCIET_10_01_188.pdf

Tugay, A. M., Kochetov, G. M., & Samchenko, D. M. (2012) Study of the sustainability of wastewater treatment wastes containing copper compounds. Problems of water supply, sewerage and hydraulics, 20, 66 - 70. [in Ukrainian]

Gorobets, O. Yu., Gorobets, Yu. I., Bondar, I. A., & Legenkiy, Yu. A. (2013) Quasi-stationary heterogeneous states of electrolyte at electrodeposition and etching process in a gradient magnetic field of a magnetized ferromagnetic ball. J. Magn. Magn. Mater., 330, 76–80. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.10.015

Birčáková, Z., Füzer, J., Kollár, P., Bureš, R., & Fáberová, M. (2019) Magnetic properties of Fe-based soft magnetic composite with insulation coating by resin bonded Ni-Zn ferrite nanofibres. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 485, 1‒7. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.04.060

Derecha, D. O., Skirta, Yu. B., & Gerasаmchuk, I. V. (2014) Electrolyte vortex dynamics in the vicinity of a ferromagnetic surface in a direct current magnetic field, J. Phys. Chem. B, 118, 14648–14651. https://doi.org/10.1021/jp510275x

Кolodko, А., Кochetov, G., Samchenko, D., & Pasko, А. (2016) Study of the stability of industrial wastewater treatment waste in alkaline cements. Problems of water supply, sewerage and hydraulic, 28, 180–186. [in Ukrainian]

Kovalchuk, O., Kochetov, G., & Samchenko, D. (2019). Study of service properties of alkali-activated cement using wastewater treatment residues. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 708(1). 012087. https://doi.org/10.1088/1757-899x/708/1/012087

Frolova, L. A. (2019) The mechanism of nickel ferrite formation by glow discharge effect. Applied Nanoscience, 9(5), 845‒852. https://doi.org/10.1007/s13204-018-0767-z

Kochetov, G. M., Naumenko, I. V., & Samchenko, D. M. (2014) Ferritization processing of waste technological solutions containing zinc and nickel compounds. Problems of water supply, sewerage and hydraulic, 24, 59–66. [in Ukrainian]

Kochetov, G., Kovalchuk, O., & Samchenko, D. (2020) Development of technology of utilization of products of ferritization processing of galvanic waste in the composition of alkaline cements. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(10/107), 6–13. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.215129

Igarashi, T., Herrera, P. S., Uchiyama, H., Hashimoto, K., & Tabelin, C. B. (2020) The two-step neutralization ferrite-formation process for sustainable acid mine drainage treatment: Removal of copper, zinc and arsenic, and the influence of coexisting ions on ferritization. Science of the Total Environment, 715, 136877. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.136877

Frolova, L. A., Pivovarov, A. A., Anisimova, L. B., Yakubovskaya, Z. N., & Yakubovskii, A. I. (2017) The extraction of chromium (III) from concentrated solutions by ferrite method. Voprosy Khimii i Khimiheskoi Tekhnologii, 6, 110−115. Re-trieved from http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2017/6/Frolova.pdf

Kochetov, G. M., & Samchenko, D. M. (2015) Improvement of ferritization technology of wastewater treatment: electromagnetic pulse activation of the process. Water Supply and Sewerage, 3, 20-26. [in Ukrainian]

Yemchura, B., Kochetov, G., & Sam-chenko, D. (2018) Ferrit cleaning of waste water from zinc ions: influence of aeration rate Problems of water supply, sewerage and hydraulic, 30, 14–22. https://doi.org/10.32347/2524-0021.2018.30.14-22

Kochetov, G, Prihna, T, Kovalchuk, O, & Samchenko, D. (2018) Research of the treatment of depleted nickel-plating electrolytes by the ferritization method. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6/93), 52–60. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133797

Zhang, Y., He, H., Wang, H., Chen, G., An, X., & Wang, Y. (2021) Evolution of microstructure and mechanical properties of Cr ferrite/martensite steels with different Si content after long-term aging at 550 °C. Journal of Alloys and Compounds, 873, 159817. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.159817

Makovskaya, O. Y., & Kostromin, K. S. (2019) Leaching of non-ferrous metals from galvanic sludges. Materials Science Forum, 946 MSF, 591‒595. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.946.591

Justin, J. M. (2018) On Generalized Variance Functions for Sample Means and Medians. JSM 2018 – Survey Research Methods Section, 584–594. Retrieved from https://www.bls.gov/osmr/research-papers/2018/pdf/st180080.pdf

John, M., Heuss-Assbichler, S., Tandon, K., & Ullrich, A. (2019) Recovery of Ag and Au from synthetic and industrial wastewater by 2-step ferritization and Lt-delafossite process via precipitation. Journal of Water Process Engineering, 30, 100532. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2017.12.001

Zhou, X., Wang, J., Zhou, L., Wang, Y., & Yao, D. (2021) Structure, magnetic and microwave absorption properties of NiZnMn ferrite ceramics. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 534, 168043.

https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2021.168043

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-09