Дипломалды практика бойынша есеп 6В05301 Қолданбалы химия Орындаған 4-курс
Сирек жер элементтерін зерттеу барысында қолданылатын қажетті сорбенттер
жүктеу/скачать 0,93 Mb.
|
ОТЧЕТ ПРЕДДИПЛОМНАЯ ПРАКТИКА
| 2.2 Сирек жер элементтерін зерттеу барысында қолданылатын қажетті сорбенттер
Сорбенттер әр түрлі салаларда көптеген қосымшалары бар сирек жер элементтерін шоғырландыру процесінде маңызды рөл атқарады. Алайда, СЖЭ концентрациясының тиімділігі беттік зарядтау, бөлшектердің мөлшері, беттік потенциал және кристалдылық дәрежесі сияқты сорбенттердің қасиеттеріне байланысты. Қазіргі уақытта СЖЭ концентрациясы үшін қолдануға болатын көптеген сорбенттер бар, соның ішінде темір, марганец, алюминий, кальций және магний оксидтері мен гидроксидтері, сондай-ақ силикаттар, магнетит және темірлі саздар. Бұл сорбенттердің кейбіреулері табиғи көздерден алынуы мүмкін, бұл оларды өнеркәсіпте пайдалану үшін қол жетімді және үнемді етеді. Жаңа сорбенттерді әрі қарай зерттеу және әзірлеу СЖЭ концентрация процесінің тиімділігін арттыруға және оны үнемді етуге көмектеседі. Бастапқыда айтып өту қажет, элементтерді шоғырландыру үшін көптеген сорбенттер ұсынылады, ең алдымен ион алмасушы және комплекс түзуші. Қол жетімділігіне, жақсы зерттелген және болжамды қасиеттеріне қарамастан, ион алмастырғыш сорбенттер микроэлементтерді, мысалы, табиғи сулардан, олардың төмен селективтілігіне байланысты концентрациялау үшін сирек қолданылады. Көбінесе селективті комплексті сорбенттер қолданылады, бұл талдағыштарды қарапайым макрокомпоненттерден сілтілі және сілтілі жер элементтерінен бөлуге мүмкіндік береді. Әдетте, функционалды топтары бар сорбенттер қолданылады; мұндай сорбенттер үлкен көлемдегі ерітінділерден микрокомпоненттерді шоғырландырғанда және бірнеше рет қолданғанда, мысалы, ағынды талдау жүйелерінде өте төзімді. Алайда, барлық функционалды топтар "ыңғайлы" матрицалардың бетіне енгізіле алмайды, сонымен қатар химиялық синтез қажеттілігі енгізілген сорбенттердің қымбаттауына әкеледі. Элементтерді десорбциялау үшін тұрақты қатты фазалық кешендерді жою қажет, бұл тек "қатаң" жағдайларда жүзеге асуы мүмкін: минералды қышқылдардың 1-4 М ерітінділері немесе "күшті" комплекс түзетін реагенттердің көп мөлшері бар ерітінділер қолданылатын кезде. Ал ол кезегінде, концентраттардағы элементтерді спектрофотометриялық, электрохимиялық және көптеген атомдық спектрометриялық әдістермен анықтауды қиындатады. Осыған байланысты элементтерді бөлу/шоғырландыру үшін ковалентті емес иммобилизацияланған комплекс түзетін реагенттері бар сорбенттерді қолдану ыңғайлы. Реагенттердің ковалентті емес бекітілуі, ең алдымен, сорбенттерді алудың қарапайымдылығына байланысты тартымды соған байланысты, көп сатылы және жиі шығынды органикалық синтезді жүргізуді талап етпейді; бекітуге арналған реагенттер мен матрицаларды таңдау (әдетте ион алмастырғыштар немесе аз полярлы сорбенттер) енгізілген топтамалары бар сорбенттерді синтездеуге қарағанда кеңірек болып келеді, сондықтан көбірек есептерді шешуге болады. Сонымен қатар, ковалентті емес иммобилизацияланған реагенттері бар сорбенттердегі элементтерді шығарғаннан кейін десорбцияны элементтер кешендерінің бұзылуымен жүргізу қажет емес; десорбцияны полярлы органикалық еріткіштер сияқты басқа "жұмсақ" әдістерді қолдану арқылы жүзеге асыруға болады. Мұндай сорбенттердің кемшіліктері, әсіресе ерітіндінің үлкен көлемінен элементтерді алу кезінде, концентрация процесінде реагентті шаю мүмкіндігі болуы керек. Жалпы деректерге сүйене отырып, мұндай жүйелерде келесі процестер жүруі мүмкін деген қорытынды жасауға болады. Сорбент бетін өзгерткен кезде реагент ерітінді мен сорбент беті арасында бөлінед; реагентпен түрлендірілген сорбенттің бетінде металл иондарының сорбциясы кезінде сорбенттің бетінде металл-реагент кешенінің түзілуі мүмкін; реагенттің сорбент бетінен ерітінді фазасына ауысуы және ерітіндіде металл-реагент кешенінің түзілуі, содан кейін элемент кешенінің ерітінді мен сорбент беті арасында таралуы мүмкін; ағындарды араластыру процедурасын қолдана отырып, кешендер пайда болған кезде ерітінді фазасындағы металл мен реагент сорбент бетінде сорбцияланатын кешен түзеді; сорбция кезінде металл-реагент кешендері мен реагенттің өзі арасында бәсекелестік болуы мүмкін; Зерттеу барысында қолданылған сорбенттер: металлургиялық қож және металлургиялық қож бен бентонит 1:1 қоспасы. Сорбент ретінде металлургиялық қож қолдану себептері: Химиялық құрамы: Қож құрамында металлургиялық өңдеу кезінде түзілетін әртүрлі металл және металл емес оксидтер болады. Бұл композиция қолданылатын материалдар мен технологияларға байланысты. Физикалық пішіні: шлак әртүрлі пішінде болуы мүмкін, соның ішінде кесек, түйіршікті, ұнтақ немесе шыны тәрізді құрылымдар. Қождың пішіні оның пайда болу және салқындату жағдайларымен анықталады. Жылу қасиеттері: Әдетте, шлактың жақсы жылу өткізгіштігі мен жылу сыйымдылығы бар, ол салқындатқыш немесе оқшаулау ретінде пайдаланылған кезде пайдалы болуы мүмкін. Механикалық қасиеттері: Қож көбінесе сынғыш және сынуға бейім. Бұл жағдай оны одан әрі өңдеу немесе құрылыс материалдарына қосу үшін пайдаланылуы мүмкін. Реактивтілік: Қож басқа заттармен әрекеттесуге мүмкіндік беретін реактивті болуы мүмкін. Бұл қасиет әртүрлі металлургиялық процестерде немесе құрылыс материалдарын өндіруде қолданылуы мүмкін. Қоршаған ортаға активтілігі: Құрамына байланысты металлургиялық шлактың құрамында зиянды заттар болуы мүмкін, бұл қоршаған ортаға әсерді азайту үшін оны басқару және қайта өңдеу мақсатына айналдырады. Сорбент ретінде металлургиялық қож және бентонит қоспасын қолдану себептері: Адсорбциялық беттің жоғарылауы: Бентонит кеуекті құрылымының арқасында металлургиялық шлакпен біріктірілген кезде ластаушы заттардың адсорбциясы үшін қол жетімді бетті айтарлықтай арттырады. Сорбциялық қасиеттерін жақсарту: Бентонит жоғары сорбциялық белсенділікке ие, бұл қоршаған ортадан әртүрлі зиянды заттарды тиімді ұстауға ықпал етеді. Металлургиялық шлакпен бірге бұл қоспаның ластаушы заттарды сіңіру қабілетін жақсартады. Жақсартылған механикалық беріктік: металлургиялық шлакқа бентонит қосу оның беріктік пен тұрақтылық сияқты механикалық қасиеттерін жақсартады. Бұл қоспаны тұрақтырақ етеді және өңдеуді жеңілдетеді. Экономикалық тиімділік: Көбінесе қалдық өнім болып табылатын металлургиялық шлакты салыстырмалы түрде төмен құны бар бентонитпен бірге пайдалану сорбент алудың үнемді әдісі болып табылады. Қалдықтарды қайта өңдеу: Сорбент құрамында металлургиялық шлактарды пайдалану осы қалдықтарды қайта өңдеуге көмектеседі, оның қоршаған ортаға әсерін азайтады және айналмалы экономикаға ықпал етеді. Осылайша, металлургиялық шлактарды бентонитпен біріктіру суды, топырақты немесе ауаны әртүрлі ластаушы заттардан тазартуға арналған сорбенттер жасаудың тиімді және экологиялық тұрақты әдісі болып табылады. Сурет-2 – Металлургиялық қож және бентонит жүктеу/скачать 0,93 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|