Технология изготовления силикатно-карбонатных сорбентов для очистки воды от катионов тяжелых металлов

• Автор: Годымчук, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 192 с. : ил.

Введение
3.1. Фазовые и микроструктурные превращения природног о минерала кварца при прокаливании.

3.2. Изменение кристаллической структуры природного минерала волластонита

3.3. Процессы в природном минерале диопсиде.

3.4. Термическая устойчивость природного минерала доломита

3.5. Микроструктурные и фазовые превращения природного минерала мрамора.

3.6. Влияние примесей на термическую устойчивость природною

минерала тремолита

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ СОРБЕНТ ОВ С ПРИМЕСЯМИ.
Введение.

4.1. Исходные минералы в процессах сорбции в статических условиях

4.1.1. Сорбционные характеристики силикатных минералов
4.1.2. Процессы сорбции на карбонатных минералах
4.2. Влияние термообработки на сорбционные характеристики в
СТАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
4.2.1. Сорбционные характеристики силикатных минералов
4.2.2. Связь состава и структуры карбонатных минералов с их сорбционными свойствами
4.2.3. Процессы сокристаллизации примеси марганца на модифицированной поверхности карбонатных минералов.
ГЛАВА 5. ПРОЦЕССЫ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ ЕЕИ И М1ЧП ИЗ ВОДЫ В УСЛОВИЯХ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
Введение
5.1. Эффективность использования природных минералов для очистки воды в кипящем слое
5.2. Физикохимические процессы, сопутствующие сорбции на
ТЕРМООЬРЛЬОТЛННЫХ МИНЕРАЛАХ1
5.3. Изучение состава, структуры и свойств осадков, образующихся при
ОЧИСТКЕ ВОДЫ В ПРОЦЕССЕ СОРБЦИИ.
5.3.1. Осадок, содержащий после сорбции марганец.
5.3.2.Железосодержащий осадок
5.4. Процессы сокристаллизации марганца И на поверхности
ТЕРМООБРАБОТАННОГО ДОЛОМИТА.
6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
а 1ИС0К ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕНТГЕНОФАЗОВОГО АНАЛИЗА ИССЛЕДУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ФОТОГРАФИИ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБРАЗЦОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ ПРОИЗВОДСТВА СОРБЕНТА ДЛТ0 ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1. РФЭС рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия
2. ЭМ электронная микроскопия
3. РФ А рентгенофазовый анализ
4. ДТА дифференциальнотермический анализ
5. ИКспектроекопия инфракрасная спектроскопия
6. ССЕ статическая сорбционная емкость сорбента но катиону тяжелого металла, мгг
7. Кварц0 образец кварца, прокаленный при 0С
8. Мрамор0 образец мрамора, прокаленный при 0С
9. Тремолит0 образец тремолита, прокаленный при 0,С
. Доломит0 образец доломита, прокаленный при 0С Д,. удельная площадь поверхности, м2г
.Кипящий слой интенсивное перемешивание измельченного сорбента и воды, сопровождающееся соударением частиц сорбента
ВВЕДЕНИЕ
Загрязнение большинства наземных водоемов привело к невозможности использования поверхностных вод для питьевых целей 1. Переход к применению подземных вод породил ряд новых проблем. Во мног их регионах России водоносные горизонты характеризуются повышенным содержанием токсичных природных веществ, причем отмечаются все большие масштабы и техногенного загрязнения подземных вод примесями тяжелых металлов 2,3. Присутствие соединений тяжелых металлов по медицинской статистике способствует снижению иммунитета и росту числа, так называемых, каменных болезней у населения .
В настоящее время одним из эффективных способов извлечения тяжелых металлов является их сорбция на неорганических материалах 7. Среди материалов природного происхождения, активно применяемых в больших масштабах на современных станциях по водоочистке, выделяются кварцевый песок, альбитофиры и горелые породы, которые используются как механические фильтры для отделения дисперсных примесей. Кварц имеет низкие сорбционные свойства по отношению к тяжелым металлам, а остальные минералы характеризуются очень сложным и весьма непостоянным составом, поэтому возникает необходимость поиска более эффективных сорбентов.
Актуальность


В процессе роста численности населения и усиления деятельности человека по преобразованию природы эта убежденность была разрушена, что заставило людей к середине го века заняться не только строгим учетом всех запасов пресной воды планеты, но и переосмыслить значение воды в нашей жизни, как одного из важнейших ресурсов. В настоящее время питьевая вода проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая I. Судя по результатам целой серии крупных международных форумов более позднего периода, также посвященных анализу водноэкологической обстановки, острота проблемы не только сохраняется, но и нарастает . В этой ситуации все большее внимание уделяется подземным водам, в целом ряде случаев сохраняющим высокие показатели качества по сравнению с поверхностными водоисточниками. Именно с этим связаны приоритеты использования подземных вод для питьевых целей. В то же время интенсивно накапливающаяся гидрохимическая информация свидетельствует о существенных загрязнениях подземных вод, особенно на тех территориях, где в силу различных обстоятельств нарушаются природные условия формирования и сохранения качества подземных вод . При изучении подземных вод, используемых в России для питьевых целей, в последнее время все большее внимание уделяется антропогенному загрязнению. Во многих регионах России водоносные горизонты характеризуются повышенным содержанием железа, фтора, брома, бора, марганца, стронция и других нормируемых микроэлементов . В последнее десятилетие в России были обстоятельно изучены причинноследственные связи неинфекционной заболеваемости населения с природным и антропогенным загрязнением питьевой воды. Согласно полученной статистике за последнее десятилетие увеличилось количество людей, страдающих так называемыми каменными заболеваниями. Исследования, проведенные в этом направлении, показали, что одной из причин заболеваний является накопление в тканях и органах организма различных соединений тяжелых металлов 5. Влияние отдельных элементов на организм человека зависит от их количества, содержащегося в питьевой воде, и степени токсичности. Под воздействием тяжелых металлов и некоторых других соединений происходит поражение почти всех органов или систем организма человека печени кадмий, хром, никель, глотки ргуть, никель, сердечнососудистой системы и скелета кадмий, половой системы ртуть, выделительной системы ртуть, мышьяк, хром, никель, респираторного тракта кадмий, мышьяк, крови железо, а также центральной нервной системы ртуть, марганец, свинец. Избыток таких элементов, как цинк, хром, желез и медь способствует развитию язвенной болезни перстной кишки и лейкозу, изменению в составе плазмы крови и эритроцитов. Токсичность низких доз кадмия, поступающих с водой, проявляется в тяжелом поражении почек и связанной с этим гипертонической болезнью. Известен аллергизируюший эффект хрома, связанный с высокой его способностью к комплексообразованию. Для хрома доказаны канцерогенный и мутагенный эффекты. Международным агентством по изучению рака МАИР считается доказанной роль мышьяка, содержащегося в воде, в возникновении опухолевых заболеваний человека. По оценке экспертов воздействие в течение всей жизни мышьяка, поступающего с водой в концентрации 0,2 мгл, дает увеличение на 5 риска развития рака кожи. Ртуть не выполняет никакой физиологической функции в организме человека. Она высокотоксична и кумулятивна. Для неорганических соединений ртути характерны поражения почек и печени, органические соединения ртути нейротоксичны и эмбриотоксичны. Свинец, обладая крайне высокой способностью к кумуляции в костях, способен вызывать нарушения эритропоэза, поражать нервную систему, почки, приводить к раннему атеросклерозу. При концентрации в питьевой воде 0,1 мгл организмом кумулируется поглощенного свинца и его содержание в крови в этом случае составляет 0,5 мгл. Такое содержание свинца в крови считается предельным, т. Вода с повышенным содержанием железа, марганца и меди неприятна на вкус, имеет бурый цвет, окрашивает ткани при стирке, образует конкреции в трубах, затрудняющие ток воды и повреждающие водопроводную арматуру. Эти обрастания вторично ухудшают органолептические свойства , . В природных водах железо встречается, как правило, в регионах его месторождений.