ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОРБЦИИ МЕДИ ИЗ ШЛАМА МЕДНОГОРСКОГО МЕДНО-СЕРНОГО КОМБИНАТА

Введение

В настоящее время одной из важных проблем является рациональное использование сырья в различных отраслях промышленности и экологическая чистота применяемых технологий. Ввиду того, что легкодоступные источники сырья в ходе промышленной добычи быстро иссякли, возникла необходимость использования бедного сырья и вторичных ресурсов разного рода, переработки небогатых руд и шлама, сточных вод промышленных предприятий и растворов подземного выщелачивания в перерабатывающих комплексах и горнодобывающей промышленности.

Преимущество экстракционных и сорбционных [1] технологий заключается прежде всего в легкости организации непрерывного высоко-производительного процесса, в возможности автоматического управления процессом, в уменьшении капитальных и эксплуатационных затрат и улучшении условий труда. Становится возможной переработка бедного сырья, извлечение металлов из которого прежде считалось экономически невыгодным [2].

Сейчас на производстве остро стоит вопрос о разделении и выделении особо ценных компонентов из отходов и стремление к снижению количества отходов производства. Так, к примеру, в шламе после очистки подотвальной воды из водоемов, прилегающих к территории медно-серного комбината, содержится от 1,6 до 7,6 % меди. Медьсодержащий шлам отправляется в цех брикетирования и идет на переплавку в медеплавильный цех в составе брикетов. Для проведения исследования от предприятия был получен шлам с высоким содержанием меди, что позволяет провести исследование по ее извлечению и использовать разработанную методику на предприятиях. К Медногорскому медно-серному комбинату относятся очистные сооружения на реке Джерекля, на которых производится флокуляционная очистка подотвальных вод. Конечным продуктом после очистки загрязненных вот является медьсодержащий шлам, в котором содержание меди на треть меньше, чем в шламе после очистки подотвальных вод прилегающей к комбинату территории. Ввиду большого расстояния от места очистки до цеха брикетирования и пониженного содержания ценных компонентов  шлам невыгодно перевозить и он идет на рекультивацию земель. Поэтому данное исследование будет актуальным для извлечения меди из шлама после флокуляционной очистки подотвальных вод.

Цель настоящей работы – изучение возможности сорбции меди из шлама Медногорского медно-серного комбината ионитом ЭДЭ-10П.

Вскрытие шлама

Для удобства проведения испытаний произвели перевод шлама и его компонентов в раствор. Это позволило провести сорбцию ионов меди. Вскрытие пробы проводили следующим методом. Навеску медного шлама массой 10 г помещали в коническую колбу на 250 мл, смачивали 10 мл дистиллированной воды, добавляли 5 г фтористого аммония. Смесь перемешивали и приливали 100 мл соляной кислоты с концентрацией 1 к 1. Далее нагревали колбу с содержимым на электроплитке и кипятили в течение 10 минут. Затем приливали 50 мл азотной кислоты и кипятили смесь до влажных солей. К образовавшимся влажным солям приливали 50 мл соляной кислоты с концентрацией 1 к 1, 200 мл дистиллированной воды и нагревали до растворения солей. Далее охлаждали колбу и переносили раствор в мерную колбу на 500 мл, доводили до метки дистиллированной водой и перемешивали [3].

Сорбция ионов меди на анионите ЭДЭ-10П

Перед тем, как провести сорбцию меди из шлама после флокуляции Медногорского медно-серного комбината, провели сорбцию меди из стандартных растворов при различных значениях рН. Сделали этого для того, чтобы определить рН среды, в которой сорбция меди была бы наилучшей.

Зависимость представили в виде графика (рисунок 1) и определили, что сорбционное извлечение меди из раствора шлама анионитом ЭДЭ-10П [4] лучше проводить при рН 5.

Рисунок 1. Сорбционное извлечение меди анионитом ЭДЭ-10П при различном значении рН стандартного раствора

Далее рассчитали концентрацию меди в колбе с наилучшей степенью сорбции:

После этого приготовили аналогичным образом раствор медьсодержащего шлама и провели сорбцию меди при рН 5 и получили следующие результаты:

Таким образом, сорбция меди из шлама прошла успешно. Концентрация меди в элюате составила 0,064 г/л, отсюда степень извлечения равна 94 %.

Заключение

В заключении хочется отметить что, сорбция меди из образца медного шлама на анионите ЭДЭ-10П наилучшим образом осуществляется при значениях рН = 5, в этом случае полнота сорбции составляет 94 %.

Список литературы:

1. Паршина И.И., Стряпков А.В. Сорбция ионов металлов органическими катионитами из карьерных растворов // Вестник ОГУ. – 2003. – № 5. – С. 107–109.
2. Пухова В.П. Извлечение ионов тяжелых металлов из сточных вод и бедных растворов природными продуктами: дис. … канд. техн. наук. – Владикавказ, 2014. – 141 с.
3. Колонина Н.П. Удаление малых количеств меди, свинца и цинка из никелевых и кобальтовых хлоридных растворов методом ионного обмена // Журн. прикл. химии. 1960. Т.33. № 16. С.2475–2480.
4. Ярославцев А.Б., Никоненко В.В., Заболоцкий В.И. Ионный перенос в мембранных и ионообменных материалах // Успехи химии. – 2003. – Т. 72. – № 5. – С. 438–463.