Авг 23 2001

ФЛОТАЦИОННОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

ФЛОТАЦИОННОЕ ВЫДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КРАСИТЕЛЕЙ

С ПОМОЩЬЮ ДОДЕЦИЛКАРБОКСИЛАТА МАГНИЯ

Л.М. Солдаткина 1, В.В. Менчук 1, Е.М. Менчук 2

1Национальный университет им. И.И. Мечникова, г. Одесса

2Государственный медицинский университет

им. И.И. Пирогова, г. Одесса

В последние годы интенсивно развиваются исследования, направленные на разработку эффективных методов очистки сточных вод. В этом направлении одним из перспективных физико-химических методов очистки является флотация с носителем.

Суть флотации с носителем заключается в адсорбции извлекаемых веществ высокодисперсными частицами носителя и последующей флотации частиц флотационного носителя. Впервые флотация с носителем была предложена Пушкаревым, Скрылевым и Багрецовым [1,2] для выделения из водных растворов микроколичеств радиоактивного цезия. Позднее она была распространена в практике концентрирования неорганических ионов и ПАВ [3]. Для выделения таких токсичных и биологически трудно окисляемых веществ как синтетические красители, флотация с носителем до сих пор не применялась.

В данной работе впервые показана возможность выделения некоторых основных красителей (водорастворимых солей органических оснований, диссоциирующих с образованием окрашенного катиона и бесцветного аниона) флотацией с носителем и установлены основные физико-химические закономерности процесса (влияние расхода носителя, значения рН раствора, концентрации основных красителей и неорганических электролитов).

Объектами исследования служили красители основный желтый К и метиленовый голубой. По химической классификации основный желтый К – акридиновый, метиленовый голубой – тиазиновый краситель.

Анализ красителей в водных растворах осуществляли фотоколориметрически с помощью фотоколориметра КФК-3.

В качестве флотационного носителя основных красителей был выбран додецилкарбоксилат магния. Целесообразность выбора в качестве носителя додециллкарбоксилата магния была обусловлена тем, что в сточных водах предприятий, использующих основные красители, содержатся, с одной стороны, мыла, а с другой стороны, всегда присутствуют ионы магния.

Коллоидные растворы додецилкарбоксилата магния получали по методике [4].

Флотационную обработку водных растворов основных красителей осуществляли в течение 10 мин. на пневматической установке, подробно описанной в работе [5]. Электрокинетический потенциал частиц додецилкарбоксилата магния (до и после адсорбции на их поверхности основных красителей) определяли методом микроэлектрофореза [6].

Значения рН исследуемых растворов определяли с помощью иономера универсального ЭВ-74 со стеклянным электродом.

Проведенные исследования показали (табл.1), что степень флотационного выделения основных красителей в присутствии додецилкарбоксилата магния существенно зависит от его расхода.

Таблица 1.Влияние расхода (g) додецилкарбоксилата магния на степень флотационного выделения (a) основных красителей при рН = 7

g, мг/дм3

Основный желтый К

Метиленовый голубой

a, %

0

0

0

10

82

30

50

83

62

70

86

77

100

94

92

150

95

95

200

95

95

Из водных растворов основных красителей с концентрацией 100мг/дм3 степень флотационного выделения красителей составляет 92-95 % при расходе додецилкарбоксилата магния 100-200 мг/дм3. При расходе додецилкарбоксилата магния меньше, чем 100 мг/дм3, степень флотационного выделения основного желтого К выше, чем метиленового голубого. При расходе додецилкарбоксилата магния 10 мг/дм3 степень флотационного выделения метиленового голубого составляет всего 30 %, а основного желтого К – 82 %.

Наибольшая степень флотационного выделения основных красителей в присутствии додецилкарбоксилата магния может быть достигнута в нейтральной и щелочной среде (табл. 2). При этом степень перехода раствора в пену не превышает 1-2 %. Флотация основных красителей с предложенным носителем в кислой области не эффективна.

Таблица 2. Влияние значения рН на степень флотационного выделения (a) основных красителей

рН

Основный желтый К

Метиленовый голубой

a, %

12

99

92

11

97

92

7

94

92

6

86

70

4

68

50

2

26

30

Одной из основных причин уменьшения степени флотационного выделения основных красителей додецилкарбоксилатом магния в кислой среде является изменение электроповерхностных свойств извлекаемых частиц. Так при увеличении значения рН раствора от 2 до 12 электрокинетический потенциал извлекаемых частиц носителя уменьшается. Именно в нейтральной и щелочной среде создаются оптимальные условия для адсорбции частиц носителя на поверхности пузырьков воздуха, поскольку в этом случае их электрокинетический потенциал минимален, а знак его противоположен знаку заряда поверхности пузырьков воздуха.

Флотацией с носителем можно выделить основные красители до 95-99 % из водных растворов при содержании последних до 100 мг/дм3. При последующем увеличении концентрации растворов основных красителей, эффективность процесса снижается.

В сточных водах всегда присутствуют неорганические электролиты, которые могут оказывать влияние на эффективность флотационного процесса.

Исследования по определению электрокинетического потенциала частиц носителя с адсорбированными основными красителями показали, что после введения неорганических электролитов изменяется не только его величина, но и знак, т.е. добавки неорганических электролитов приводят к перезарядке частиц носителя.

Нами установлено, что введение 1·10-4 – 1·10-2 моль/дм3 NaCl и Na2SO4 не оказывает существенного влияния на выделение основных красителей. Степень флотационного выделения основных красителей достаточно велика и составляет 90-97 %. Установлено, что только для метиленового голубого в присутствии 1·10-1 моль/дм3 NaCl степень его выделения снижается до 83 %.

Более сложная зависимость наблюдается для водных растворов основных красителей, содержащих Na3PO4. При введении 1·10-4 – 1·10-3 моль/дм3 Na3PO4 уменьшается до 86 % степень выделения основного желтого К, а при введении 1·10-2 – 1·10-1 моль/дм3 Na3PO4 уменьшается до 82 % степень выделения метиленового голубого.

Таким образом, проведенные исследования показали, что в качестве флотационного носителя основных красителей может быть использован додецилкарбоксилат магния. В этом случае процесс флотационного выделения основных красителей наиболее эффективен в нейтральной и щелочной среде при расходе носителя 100 мг на 100 мг извлекаемого красителя.

Литература

1. Пушкарев В.В., Скрылев Л.Д., Багрецов В.Ф. Концентрирование радиоактивного цезия с помощью пенообразования желатиной// Радиохимия 1959.- 1, № 5.- с.709-711.

2. Пушкарев В.В., Скрылев Л.Д., Багрецов В.Ф. Извлечения радиактивного цезия смешанными ферроцианидами тяжелых металлов// Ж. прикл.химии.- 1960.- 23, № 1.- с.81-85.

3. Стрельцова О.О. Фізико-хімічні основи процесу флотаційного виділення іоногенних поверхнево-активних речовин із водних розчинів та стічних вод.- Одеса: Астропринт, 1997.- 140 с.

4. Скрылев Л.Д., Дашук Л.А., Свиридов В.В. Щелочные соли жирных кислот как собиратели ионов щелочноземельных металлов// Украинский хим.ж.- 1976.- 42, № 9.- с.910-913.

5. Скрылев Л.Д., Солдаткина Л.М., Стрельцова Е.А. Флотационное выделение хлоридов додециламмония и алкилпиридиния из их бинарных растворов.// Химия и технол. воды.- 1992.-т.14, №4.- С.294-298.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.