Введение к работе
Актуальность проблемы. J3 началебО^х годоЕпркменительно к условиям Первоуральском хромпикового завода ( АО "Хромпик" ) в УНИХИМ был разработан метод обезвреживания хроматного шлама, сущность которого заключается в переводе водоизвлекаемых соединений хрома(УІ) шлама в Еодонераствсримые соединения хрома(111) путем его гидротермальной обработки в присутствии сульфида натрия и сульфидосодержащих неутилизируемых отходов производства сернистого натрия. Обезвреженный шлам предполагалось складировать на специально отведенных площадках во влажном виде, а образующиеся в процессе обезвреживания растворы сульфата и тиосульфата натрия перерабатывать на товарные продукты.
Метод позволяет исключить загрязнение окружающей среды шламом, содержащим xpom(VI), и утилизировать отходы производства сернистого натрия, однако не решает проблемы дальнейшего использования обезвреженного шлама. Недостатком метода является значительное расходование продукционного сульфида натрия на восстановление повышенного содержания в хроматном шламе хрома(УІ).
Данная работа направлена на снижение содержания хрсмз(У1; в отбросном хроматном шламе перед его обезвреживанием, расширение ассортимента серуссдержащих восстановителей, изучение условий восстановления хрома(УІ), изыскание областей использования и методов переработки получающихся обезвреженных шламоЕ.
Работа выполнялась б соответствии с договорами с Первоураль-ским АО "Хромпик" на проведение научно-исследовательских работ по темам: СМ-23 от 01.07.92 г. "Разработка на базе хроматных шламов магнезиально-гипсовых вяжущих и строительных материалов различного назначения и испытание их свойств" (УрГАПС) и 31/92 "Разработка технологических методов обезвреживания и переработки хроматных шламов" (УГЛТА).
Цель и задачи исследования. Изучение основных закономерностей процессов еодного и водно-солевого выщелачивания хрома(УІ) из хроматных шламов, последующего восстановления остаточного хрома(УІ), а также переработки и использования обезвреженного шлама.
В соответствии с поставленной задачей было выполнено:-
- изучение в широкой области изменения концентрации и температуры химических и кинетических закономерностей процессов водно-солєбого выщелачивания соединений хрома(УІ) из хроматных шламов;
исследование гидротермального и термического процессов восстановления остаточного хрома(Уі) шлама серой и сульфидом натрия;
разработка технологических мєтодоб получения строительных пресс-композиционных материалов на базе обезвреженного шлама.
Научная новизна работы. Впервые на основании экспериментальных данных выявлен наиболее вероятный химизм процесса водно-сульфатного выщелачивания хрома(УІ) из хроматных шламов. Исследованы кинетические закономерности процессов выщелачивания и восстановления хрома(УІ) хроматных шламов,' дано их математическое описание, определены величины кажущейся энергии активации этих процессов. Получены данные о фазовом составе и микроструктуре продуктов водно-сульфатного выщелачивания и гидротермального обезвреживания хроматного шлама. Разработан и предложен метод переработки обезвреженного шлама на строительные материалы, включающий синтез маг-незиально-гипсового вяжущего и составов на основе этого вяжущего и обезвреженного шлама как наполнителя. Выявлены закономерности влияния природы, количественного соотношения компонентов сырьевой массы, условий формования на некоторые физические, технологические и эксплуатационные свойства получаемых пресс-композиций.
Практическая значимость работы. Разработаны и выданы исходные данные для усовершенствования принятой к реализации на АО "Хромпик" технологической схемы обезвреживания отбросных хроматных шламов и получения строительных пресс-композиционных материалов на базе обезвреженного хроматного шлама.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на XI конференции по термическому анализу (г. Самара, 1993 г.), III Всероссийской студенческой научной конференции "Проблемы теоретической и экспериментальной химии" (УрГУ.г. Екатеринбург, 1993 г.), научно-практических конференциях "Проблемы экологии и охраны окружающей среды" (г. Екатеринбург, 1995 и 1996 гг. "УралЭкология") и научно-технических конференциях "Вклад ученых и специалистов в развитие химико-лесного комплекса" (УГЛТА, г. Екатеринбург, 1993 и 1995 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.
Личное участие автора. Вклад автора состоял в постановке исследований, непосредственном участии в экспериментах, выполнении теоретических исследований и научных обобщений.
Объем и структура диссертации. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выво-