Технология комплексного извлечения минеральных ресурсов из прибрежных морских и океанских вод

• Автор: Нейра Альварадо Фабиан Ремихио
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

Содержание.
Введен не.

1. Литературный обзор.

1.1. Вода.

1.1.1. Запасы и потребность пресной воды

1.1.2. Методы обессоливания воды.

1.1.3. Требования к опресняемой мембранными способами воде.

1.1.3.1. Электродиализ.

1.1.3.2. Обратный осмос

1.1.4. Методы очистки океанской и морской поды перед мембранными методами ее обессоливания.

1.1.5. Океанская вода как сырье

1.2. Оксид магния
1.2.1. Способы получения оксида магния.
1.2.2. Декарбонизация воды.
1.3. Карбонат кальция
1.4. Осаждение кристаллов из растворов.
1.4.1. Кинетика процесса кристаллизации
1.4.2. Влияние различных факторов на размеры полученных кристаллов
1.4.3. Особенности осаждения гидроксида магния.
1.4.4. Особенности осаждения карбоната кальция.
1.5. Выводы по литерату рному обзору.
1.6. Задачи работы.
2. Экспериментальная часть.
2.1. Используемые растворы и реактивы
2.2. Методика проведения опытов
2.3. Методика проведения анализов
2.4. Методика проведения расчетов.
2.5. Результаты опытов и их обсуждение
2.5.1. Очистка океанской воды от примесей.
2.5.2. Натурные исследования соосаждения микроэлементов смесыо СаСОз
и МвОН.
2.5.3. Осаждение МдОН для получения оксида магния реактивной чистоты.
2.5.3.1. Исследование возможности извлечения оксида магния реактивной чистоты из океанской воды.
2.5.3.2. Исследование возможности улучшения ссдиментационных и фильтрационных свойств суспензии гидроксида магния
2.5.4. Осаждение высокодисперсного карбоната кальция.
2.6.ринципнальная технологическая схема комплексного извлечения
минеральных ресурсов из океанской воды.
3. Выводы
4. Синеок литературы.
5. Приложения
ВВЕДЕНИЕ


Выбор метода обессоливания поды должен быть сделан на базе экономического анализа производства с учетом местных условий источники электроэнергии, тепла или холода. Ориентировочно можно сказать, что при содержании солей в воде до 1, гл рекомендуется использовать ионный обмен более гл дистилляцию, замораживание или обратный осмос от 2,5 до гл электродиализ или г иперфильтрацию 2. Предложено множество процессов, в которых сочетаются различные способы обессоливания воды. В начале их годов было предложено комбинирование элсктродиализа с ионным обменом для подготовки глубокообессоленной воды на ТЭС. Почти одновременно появились публикации в зарубежной литературе . В последующие годы были введены в эксплуатацию комбинированные элсктродиалнз ионный обмен, обратный осмос ионный обмен , водоподпповительные установки в Японии и США . В России предложено сочетание электродиализа, обратного осмоса и мембранного электролиза для получения обессоленной воды, соляной кислоты и щелочи, причем в процессе отсутствовали отходы . Кик было указано выше, присутствие некоторых веществ в опресняемой мембранными способами воде со временим снижает эффективность мембран, вследствие чего требуется ее предварительная очистка до начала процесса обессоливания. Допустимое содержание отравляющих мембран веществ зависит от процесса и от типа используемых мембран. Подаваемая на обработку электродиализом вода не должна иметь окисляемость более мг Огл. По окисляемое ти косвенно судят о суммарном наличии органических веществ, прежде всего гумусовых гуминовые и фульвокислоты. Гуминовые и фульвокислоты, а точнее их растворимые соли железа, являются естественными компонентами природных вод, обуславливающими цветность воды. У большинства поверхностных вод гуминовые кислоты обуславливают не более 4 их цветности. Остальная масса органических окрашенных примесей фульвокислоты 2,3, З. При обработке воды, содержащей значительное количество органических веществ, их ионы с большой относительной молекулярной массой мигрируют под действием электрического тока внутрь матрицы анионообменных мембран, связываясь с их основным веществом положительно заряженным. В результате мембраны приобретают отрицательный фиксированный заряд, проявляя свойства катионообменных мембран. Электрическое сопротивление мембран повышается, а селективность снижается . Концентрация взвешенных веществ в воде, поступающей на электродиализный аппарат, не должна превышать 1 2 мгл 2, 3, 5, . Железо всегда присутствует в поверхностных и подземных водах. В воде, поступающей на электродиализный аппарат, железо должно быть не больше 0, мгл. Сложность обработки таких вод для удаления железа объясняется невозможностью перевода двухвалентного железа в гидроокись без разрушения органического комплекса, например сильным окислителем 2, 5, 1. Содержание марганца в воде, поступающей на электродиализатор, также ограничивается 0, мгл. Железо, особенно нон Ре3, и марганец отравляют ионитовые мембраны. Многовалентные ионы накапливаются в мембранах, замещают обменные группы, приводя к уменьшению селективности и возрастанию электрического сопротивления мембран. Опреснение частичное обессоливание воды с высокой жесткостью более ммольл при наличии ионов Са2 , Ва2, Ми2, СО2 НСОз, 8Ю2, может привести к образованию в примембранных слоях трудно растворимых соединений СаС, СаБО. МОН2 и т. Присутствие а2 ограничивает кратность концентрирования раствора в связи с возможностью образования гипса 5, . Было отмечено осаждение Ва и 8г стабильного на катодной стороне катионитовых мембран. Образовывался осадок из ВаЯ и 8г. Сульфат бария практически не растворим в воде 2 мгл при С, а хорошо растворим лишь в концентрированной серной кислоте. Растворимость сульфата стронция в воде также весьма низкая. При опреснении морских и океанских вод электродиализом установлено аномальное поведение ионов брома, бора и фтора они удаляются из обрабатываемой воды значительно хуже других ионов, повидимому, изза присутствия их в малодиссоциированных формах. Этот факт необходимо учитывать при проектировании электродиализных установок, опресняющих воду для хозяйственнопитьевых целей .