Сетевое издание

Международный студенческий научный вестник

ISSN 2409-529X

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Зиябек М.К. 1 Акбасова А.Д. 1

---

1 МКТУ им. Х.А.Ясави

В данной работе рассмотрена возможность утилизации серосодержащего отхода сернокислотного производства. Утилизация проведена обработкой отхода водой при различных температурах. Установлен химический состав фильтратов, полученных при обработке отхода водой. Содержание в фильтратах тиосульфат, сульфит и сульфид ионов свидетельствует о возможности их использования для борьбы с различными болезнями сельскохозяйственных и садовых культур.

Статья в формате PDF

217 KB

утилизация

химический состав

фильтрационный отход

сера

обработка водой

1. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Йодометрия // Аналитическая химия. – М.: Химия, 1990. – 848 с.

2. Спиридонов Ф.М., Зломанов В.П. Тиосерная кислота и тиосульфаты // Химия халькогенов: Учебное пособие. – М.: МГУ, 2000. – 396 с.

3. Михнев А.Д., Сериков А.П., Семенов В.Я. Выделение металлов из растворов щелочным раствором серы // Физико-химические исследования в гидрометаллургии цветных металлов. – Иркутск, 1975. – С. 39-43.

4. Черный И.С. Сульфиты щелочных и щелочноземельных металлов // Исследования в области неорганической технологии. Соли, окислы, кислоты. – Л., 1972. – С. 309-316.

5. Суровая В.Э., Кравченко К.Н. Переработка отходов производства серной кислоты //Химическая технология.– 2017. - С. 27-34.

6. Колушпаева А.Т., Акбасова А.Д. Серосодержащие отходы нефтяной и химической промышленностей – ценные сырьевые продукты. –Bulletind’Eurotalent-fidjip, 2015, №3. – С. 53-55.

Введение. Как известно отходы – это один из важнейших факторов антропогенного загрязнения. Отходы, образующие из технологического цикла следует рассматривать как техногенные образования, пригодные после определенной переработки для использования в различных отраслях народного хозяйства [1]. Решение проблемы переработки любых отходов и их применение приобретает за последние годы первостепенное значение как с точки зрения экологии, так и с точки зрения экономики. Многие развитые страны, например,Япония, США, Германия, Францияпрактически полностью и успешно решают все эти задачи [2].. В условиях рыночной экономики перед исследователями и промышленниками, перед муниципальными властями выдвигается необходимость обеспечить максимально возможную безвредность технологических процессов и полное использование всех отходов производства, то есть приблизиться к созданию безотходных технологий.

Для снижения расходов на транспортировку и другие цели, а также для получения определенных экономических выгод необходимо организация способов утилизации и обезвреживания отходов с получением конкретных товарных продуктов и их сбыт непосредственно с заводов-производителей.

Таким образом, работа в данном направлении позволит разработать новые востребованные ценные препараты на базе техногенного сырья, что позволит внести ощутимый вклад в развитие химической, сельскохозяйственной и других отраслей промышленности республики Казахстан.

В связи с этим проведение научно-исследовательских работ по утилизации производственных отходов с установлением конкретных областей их применения является актуальной.

Целью является утилизация серосодержащего отхода сернокислотного производства с получением новых инсектицидных составов и их применение для борьбы с вредителями растений.

Объекты и методы исследований. Объектом исследования являются фильтрационный отход сернокислотного производства и продукты его утилизации. На сернокислотном заводе ТОО «СКЗ-U» с целью очистки серного сырья от золы и других посторонних нежелательных примесей, способствующих снижению активности ванадиевого катализатора (V2O5), используемого в стадии получения оксида серы (VI), пары расплавленной серы пропускают через фильтрационный материал для отделения золы. Затем фильтрационный осадок высушивается при помощи пара. В качестве исходного фильтрационного материала применяется смесь перлита, карбоната и гидроксида кальция. После технологического цикла фильтрационный материал превращается в спекшую серую кускообразную массу и в своем составе кроме основных исходных компонентов содержит различные соединения серы.

Химический состав фильтрационного отхода и состав жидкой фазы, полученной после его обработки кипяченой водой, установлены с применением известных классических методов анализа [3-4].

Результаты и обсуждение.Нами для установления химического состава фильтрационный отход (ФО) предварительно измельчен на дробильной установке (дробилка валковая DVG), а затем путем растирания на агатовой ступке переведен в пудрообразное состояние. На основе отобранных средних проб проведен химический анализ фильтрационного отхода до обработки водой (таблица 1).

Таблица 1 – Состав фильтрационного отхода

Для извлечения растворимых соединений из ФО проведена обработка дистиллированной водой при различных температурах в течение 15 минут (массовые соотношенияФО:Н2О=1:5). Составы полученных фильтратов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Содержание основных компонентов в фильтратах, полученных при термической обработке фильтрационного отхода водой, мг/дм3

Все фильтраты имеют щелочную среду, что можно объяснить присутствием гидроксида кальция, а также протеканием в системе процесса гидролиза сульфидов кальция и других элементов.В фильтратах сера представлена в виде сульфид, сульфат, сульфит и тиосульфат ионов (таблица 2). Наличие сульфид, полисульфид, тиосульфат ионов в исходном фильтрационном материале (смесь перлита, гидроксида и карбоната кальция) основано на протекании следующих реакции при пропускании паров серы:

6S + 3OH- → ½ S2O32- + S52- + 3/2 H2O

6S + 6OH- → S2O32- + 2S22- + 3 H2O

S2- + CO32- + SO2 → S2O32- + CO2

Выявлено выделение сероводорода при кипячении фильтрационного отхода, что объяснимо протеканием гидролиза полисульфидов согласно нижеследующей реакции:

(S.S4)2- + 3H2O → S2O32- + 3 H2S

С увеличением температуры растворимость серы в щелочной среде возрастает, что объяснимо уменьшением доли полисульфидов, т.е. снижением их устойчивости. Ниже приведена реакция взаимодействия при 100 0С S с Са(ОН)2:

(2n+2) S + 3 Ca(OH)2 → 2 Ca2Sn + Ca2S2O3 + 3 H2O

Нами на основе результатов экспериментальных исследований установлено, что взаимодействие Тенгизской серы с растворами Ca(OH)2 зависит от их массовых соотношений в реакционной среде (таблица 3).

Таблица 3 – Содержание полисульфид, моносульфид и тиосульфатных форм серы при различных соотношениях твердой и жидкой фаз, ℅

Как видно из данных, приведенных в таблице 3, с увеличением содержания серы в реакционной среде увеличивается содержание образуемого полисульфида и уменьшаются содержание моносульфидной и тиосульфатной форм серы.

Таким образом при растворении серы опытимальным является следующее соотношение S : Са(ОН)2 = 1 : 5, при этом на долю тиосульфата кальция приходится 4,0 % . Выход полисульфида – 74,5℅, а моносульфида – 21,5℅.

При стоянии в открытом воздухе цвет фильтратов (экстрактов) изменяются от красно-оранжевого до бесцветного. Содержание тиосульфат ионов в фильтратах определено сразу после отделения от твердой фазы и после истечения 20 часов, т.е. в обесцвеченном растворе. Наблюдаемое увеличение содержания тиосульфат ионов при стоянии (обесцвечивание экстрактов) можно объяснить протеканием ряда химических процессов, например, взаимодействием полисульфидов и сульфитов с кислородом воздуха с образованием тиосульфатов на основе следующих реакций:

SO32- + S → S2O32-

2CaS2 + 3O2 → 2CaS2O3

2CaS5 + 3O2 → 2CaS2O3 + 6S

Установленный факт согласуется с известными литературными данными [5-6].

Наличие в значительных количествах тиосульфат, сульфит и сульфид ионов свидетельствует о возможности использования полученных фильтратов для борьбы с различными грибными, вирусными и другими болезнями сельскохозяйственных и садовых культур, а также для лечебных целей в ветеринарии.

Выводы.На основе проведения исследований предложен способ утилизации серосодержащего фильтрационного отхода сернокислотного производства. Установлен химический состав фильтратов, полученных при обработке водой.

Библиографическая ссылка