Окт 01 2000

ВЫДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ФЛОТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Опубликовано в 01:15 в категории Утилизация

ВЫДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ФЛОТАЦИОННЫМ МЕТОДОМ

Л.М. Солдаткина, Е.М. Менчук

Государственный университет им. И.И. Мечникова, г.Одесса

Ассортимент красителей, используемых предприятиями текстильной промышленности, постоянно расширяется. Между тем, красители являются весьма токсичными [1] и одними из самых трудноудаляемых загрязнителей сточных вод [2].

Выбор соответствующего метода очистки сточных вод, загрязненных красителями, определяется концентрацией красителей, их химическим строением, качеством и количеством примесей, а также требованиями, предъявляемыми к очищенной воде. В настоящее время считается, что одним из перспективных методов очистки сточных вод, загрязненных текстильными красителями, является флотационный метод [2,3]. Простота, экономичность и высокая производительность этого метода делают его применение в практике водоочистки особенно целесообразным. Однако сведения об общих закономерностях и механизме флотационного выделения красителей весьма малочисленны. Вместе с тем они совершенно необходимы для сознательного управления процессом флотации и выбора оптимальных условий его ведения.

В данном сообщении приводятся результаты исследований в области флотационного выделения кислотных красителей, направленных на выяснение общих закономерностей этого процесса и изыскание путей повышения его эффективности.

Выбор в качестве объектов исследования кислотного оранжевого и кислотного красного определен их широким использованием на текстильных предприятиях для окрашивания шерсти, шелка и полиамидных волокон.

Флотационную обработку водных растворов кислотных красителей  осуществляли на пневматической флотационной установке, подробно описанной в работе [4]. Об эффективности флотационного выделения кислотных красителей судили по степени выделения их из раствора (a) и степени перехода раствора в пену (b).

Для уточнения механизма флотационного выделения кислотных красителей были получены электронные спектры поглощения их водных растворов с помощью фотоколориметра КФК-3 в области от 300 до 540нм.

Проведенные исследования показали, что эффективность флотационного выделения кислотных красителей определяется рядом факторов: природой и концентрацией как красителей так и добавок, присутствующих в растворе, временем протекания процесса, значением рН среды.

Установлено, что флотационная обработка водных растворов, содержащих 10-50 мг кислотных красителей в 1 дм3, достаточно эффективна (a=86 -90 %, b=6 %) в присутствии таких катионных ПАВ, как хлорид додецил- и гексадецилпиридиний (ХДДП и ХГДП) при молярном отношении краситель:ПАВ= 1 : (1-1,5).

Целесообразность выбора указанных ПАВ, которые в данном случае являются флотационными собирателями, обусловлена тем, что эти вещества содержат катионный активный центр (ион пиридиния), взаимодействующий с анионным активным центром (одной или несколькими сульфоэфирными группами) кислотных красителей. Образующиеся в результате такого взаимодействия поверхностно-активные соединения обладают хорошей флотационной активностью. Кроме того, немаловажным является и то, что указанные катионные ПАВ присутствуют в сточных водах текстильных предприятий, поскольку являются текстильно-вспомогатель-ными веществами.

Спектрофотометрические исследования, направленные на уточнение сведений о природе взаимодействия между кислотными красителями и катионными ПАВ показали, что электронные спектры поглощения водных растворов индивидуального кислотного оранжевого в области значений рН от 3 до 9 изменяются незначительно. Максимальное поглощение кислотного оранжевого наблюдается при l=490-510 нм. Водные растворы индивидуального ХДДП в области l=300-540 нм не поглощают. Добавление катионных ПАВ к водным растворам кислотного оранжевого приводит к изменению электронного спектра поглощения. При увеличении концентрации ХДДП наблюдается закономерное гипохромное изменение интенсивности поглощения.

Изменение значений рН растворов кислотного оранжевого в присутствии ХДДП при молярном отношении краситель:ПАВ=(1:1)-(1:1,5) приводит к изменению интенсивности максимальной полосы поглощения и к ее сдвигу на 20-30 нм в щелочной области по сравнению с кислой и нейтральной.

Наблюдаемые изменения в электронных спектрах поглощения кислотного оранжевого в присутствии ХДДП позволяют предположить, что между молекулами кислотного красителя и катионного ПАВ возникает химическая связь.

Исследования, направленные на выяснение влияния рН среды на эффективность флотационного выделения кислотных красителей позволили установить, что кислотные красители извлекаются лучше в нейтральной и щелочной области значений рН, чем в кислой.

Уменьшение степени флотационного выделения кислотных красителей в кислой области, по-видимому, связано с тем, что в кислой области степень диссоциации кислотных красителей уменьшается, в связи с чем ионы пиридиния в меньшей степени связывают анионы извлекаемых красителей.

Время флотационной обработки, необходимое для наибольшего выделения кислотных красителей составляет 10-15 мин. Анализ кинетических закономерностей процесса флотационного выделения кислотных красителей в присутствии ХДДП и ХГДП показал, что кинетика процесса описывается уравнением, аналогичным уравнению реакции первого порядка.

В связи с тем, что в сточных водах текстильных предприятий содержатся неорганические электролиты, которые могут как увеличивать, так и уменьшать эффективность флотационного процесса, изучено влияние таких добавок как хлорид, сульфат и фосфат натрия. Установлено, что добавки 1×10-5-1× 10-3 М хлорида натрия позволяют несколько увеличить степень флотационного выделения кислотных красителей, а добавки 1×10-2 - 1×10-1 М хлорида натрия и 1×10-5 - 1×10-1 М сульфата натрия неоказывают влияния на флотационный процесс. Введение фосфата натрия при концентрациях 1×10-2 - 1 ×10-1 М резко уменьшает эффективность процесса.

Таким образом, проведенные исследования позволили установить, что флотационный метод является достаточно эффективным методом выделения кислотных красителей с помощью ХДДП и ХГДП из нейтральных и щелочных растворов при их непродолжительной (в течение 10-15 мин) флотационной обработке.

Литература

1. Попова В.И., Нефедова Е.Б. Охрана окружающей среды и проблемы токсикологии в химической технологии химических материалов// Журн. ВХО им.И.И.Менделеева.-1981.-26, № 4.-с.88-93.

2. Очистка и использование сточных вод в промышленном водоснабжении/ Когановский А.А., Клименко Н.А., Левченко Т.М. и др.- М.: Химия, 1983.-238 с.

3. Григорьев А.Б., Трупова Н.А. Очистка сточных вод при сбросе в водоемы и повторном использовании (Материалы семинара).-1988.-с.66-70.

4. Скрылев Л.Д., Солдаткина Л.М., Стрельцова Е.А. Критерий флотационной активности поверхностно-активных веществ// Изв. вузов. Химия и хим.технология.-1992.-35,№ 3.- с.60-63.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.