Изучение сорбционных свойств природных и искусственных алюминийсодержащих сорбентов

• Автор: Евтюхов, Сергей Аркадьевич
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 156 с. : ил

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Природные сорбенты в сорбционных системах

1.1.1. Глинистые породы

1.1.2. Цеолиты

1.2. Соли алюминия в сорбционных системах.

1.2.1. Гидроксокомплексы алюминия, их состав

1.2.2. Влияние концентрации раствора и степени основности

на состав гидроксокомплексов.

1.2.3. Зависимость состава гидроксокомплексов алюминия

от раствора и температуры.

1.2.4. Коагулирующие свойства солей алюминия
и гидроксокомплексов
1.2.5. Влияние исходного значения и щлочности воды
на процесс коагуляции
1.2.6. Получение оксихлоридов алюхминия
1.2.7. Физикохимические свойства оксихлоридов алюминия
1.2.8. Применение оксихлоридов алюминия.
1.3. Постановка задачи исследования.
2. Изучение сорбционных свойств природных сорбентов.
2.1. Исследование выщелачивания природных сорбентов.
2.1.1. Методика проведения исследований
2.1.2. Количественный и качественный состав сточных вод предприятий города Нижний Тагил.
2.1.3. Действие различных сред на выщелачиваемость
природных сорбентов.
2.2. Особенности сорбции Зс1переходных металлов на природных сорбентах.
2.2.1. Методика проведения исследований
2.2.2. Влияние раствора.
2.2.3. Влияние электролита на сорбцию СиИ.
2.2.4. Изотермы сорбции СиИ
2.2.5. Кинетика процесса сорбции СиП.
2.3. Выводы
3. Исследование процессов гидролиза оксихлорида
алюминия методами кондуктометрии и метрии
3.1. Методика проведения исследований.
3.1.1. Измерение удельной электропроводности водных растворов электролитов.
3.1.2. Основное титрование
3.2. Зависимость гидролиза от концентрации солей алюминия
3.3. Зависимость гидролиза от присутствия фонового электролита
3.4. Зависимость гидролиза оксихлорида алюминия от динамики
его разбавления.
3.5. Выводы.
4. Исследование механизма сорбции II осадком
гидроксида алюминия.
4.1. Методика проведения исследований.
4.2. Изотермы сорбции II.
4.3. Влияние электролитов на сорбцию II осадком
гидроксида алюминия
4.4. Выводы.
5. Применение оксихлорида алюминия для очистки
воды от взвешенных веществ
5.1. Методика проведения опытов.
5.2. Коагулирующие свойства оксихлорида алюминия
5.3. Очистка сточных вод предприятий по производству керамики
5.4. Очистка сточных вод Южной аэрационной станции
г. Екатеринбурга.
5.5. Результаты испытаний оксихлорида алюминия в системах водоподготовки.
5.6. Выводы.
Заключение
Библиографический список использованной литературы
Приложение.
Введение


Другая часть глинистых пород бентониты, асканит, ханларит приобретает высокую адсорбционную способность после химической активизации. Трепелы и опоки активизируются слабо. Природные глинистые сорбенты применяются главным образом в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки и регенерации смазочных, трансформаторных и других специальных масел, для тонкой очистки и повышения качества жидких топлив. Кроме того, их используют для осветления фруктовых соков, вин и пива, рафинирования растительных масел, очистки природных и сточных вод 3 7. Применение природных адсорбентов обусловлено тем, что, обладая развитой удельной поверхностью и хорошими отбеливающими свойствами, они в десятки раз дешевле искусственных адсорбентов. Цеолиты были открыты в году шведским ученым Кронштедом. Свое название они получили от свойства выделять воду при нагревании кипеть по гречески цео кипеть, литое камень. В природе цеолиты распространены достаточно широко. Они образовались в результате изменения вулканических туфов в морских и континентальных бассейнах и представляют собой туфогенно осадочный тип месторождений. В зависимости от условий образования цеолиты в природе делят на эндогенные и экзогенные. Эндогенные цеолиты обычно рассеяны в породах и не образуют крупных месторождений, пригодных для использования. Это обстоятельство долгое время препятствовало широкому использованию природных цеолитов. Однако ценные свойства этих минералов стимулировали разработку методов получения синтетических цеолитов. Появилась промышленность синтетических цеолитов, которые, благодаря уникальным свойствам, находят все более широкое практическое применение. Сдерживающим началом для их использования является высокая стоимость этих цеолитов по сравнению с природными. По данным американских специалистов стоимость добычи цеолитов из мономинеральных залежей в 0 раз меньше стоимости синтетических, а из бедных залежей с последующим обогащением примерно в раз. В х годах были открыты крупные экзогенные месторождения высококонцентрированных природных цеолитов. Начали проводиться интенсивные исследования свойств природных цеолитов и возможность их применения. Еще в х годах было установлено, что поглощение дегидратированными цеолитами молекул различных веществ зависит от их размеров. Цеолиты были названы молекулярными ситами, так как они способны разделять смеси различных веществ. Молекулярно ситовой эффект определяет специфические свойства цеолитов. Цеолиты успешно используются для борьбы с загрязнениями окружающей среды, то есть для решения экологических проблем. Большое внимание к цеолитам обусловлено рядом их свойств. Их микропористая структура является не только регулярной однородной, но и регулируемой. Широкие возможности модифицирования физикохимических свойств позволяют получить на основании каждого типа цеолитов большой выбор ионообменных и декатионированных форм со специфическими свойствами. Впервые подробно свойства цеолитов рассмотрены в монографии Брека 8. Обобщающей работой по изучению физико химических свойств цеолитов и их применению является монография под редакцией Рабо 9. Большой вклад в развитие науки о цеолитах внесли ученые СНГ . В данном обзоре мы ограничимся рассмотрением только природных цеолитов. Химический состав цеолитов. Цеолиты представляют собой алюмосиликаты 9 с каркасной структурой, в которой имеются полости, занятые большими ионами катионы К, , Са, , , Ва и молекулами воды. Те и другие характеризуются значительной подвижностью и возможностью ионного обмена. Обменные катионы и алюмосиликатный каркас можно модифицировать химической обработкой для получения цеолитов с желаемыми свойствами. Идеализированная химическая формула цеолитов имеет вид xxix Р ЩО, где М одновалентные , К, i и или двухвалентные катионы Са, , В , п заряд катиона. В зависимости от величины отношения ух природные цеолиты условно можно разделить на низкокремнеземные ух 2 , среднекремнеземные 3 ух 2 и высококремнеземные 6 ух 3. Отношение i может значительно изменяться в пределах одного структурного типа в зависимости от условий кристаллизации. Содержание воды также может варьироваться в определенных границах.