ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ......................................................................................... 6
ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................... 7
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ................................................................... 17
1.1. Коагуляция в процессах очистки воды ................................................................ 17
1.1.1. Основные понятия коагуляции ................................................................. 17
1.1.2. Традиционные реагенты-коагулянты в процессах очистки воды ......... 22
1.1.2.1. Алюминийсодержащие коагулянты. ........................................................ 22
1.1.2.2. Железосодержащие коагулянты. ............................................................. 25
1.1.2.3. Альтернативные реагенты для коагуляционной очистки воды ........... 26
1.1.3. Применение коагулянтов для очистки природных и сточных вод. ...... 28
1.2. Титансодержащие коагулянты в процессах очистки воды ............................. 32
1.2.1. Соли титана преимущества и особенности ............................................. 32
1.2.2. Соли титана в процессах очистки сточных вод ...................................... 37
1.2.2.1. Добыча полезных ископаемых..................................................................... 37
1.2.2.2. Очистка сточных вод текстильной и целлюлозно-бумажной
промышленности. ..................................................................................................... 38
1.2.2.3. Очистка сточных вод фильтратов полигонов коммунальных
отходов. ...................................................................................................................... 39
1.2.2.4. Очистка сточных вод от соединений фосфора и фтора. .................... 39
1.2.2.5. Другие направления использования титановых коагулянтов. .............. 41
1.2.3. Водоочистка для хозяйственно-бытовых и питьевых целей. ................ 42
1.2.4. Предочистка перед осмосом или ультрафильтрацией. .......................... 44
1.2.5. Сорбенты и иониты на основе соединений титана. ................................ 45
1.2.6. Катализаторы продвинутых окислительных процессов. ....................... 47
1.2.7. Утилизация титансодержащих осадков. .................................................. 48
1.3. Титан и его соединения ......................................................................................... 49
1.3.1. Общие сведения о титановой промышленности ......................................... 49
1.3.2. Промышленные методы получения титансодержащих продуктов .......... 52
1.3.2.1. Сернокислотная переработка .................................................................... 53
1.3.2.2. Селективное хлорирование ......................................................................... 55
1.3.3. Технология переработки ильменита ............................................................. 58
1.3.4. Технология переработки сфена ..................................................................... 61
3
1.3.5. Технологии обогащения и переработки кварц-лейкоксенового концентрата ................................................................................................................ 64
1.3.5.1. Автоклавное выщелачивание КЛК ............................................................. 65
1.3.5.2. Магнетизирующий или восстановительный обжиг ................................ 66
1.3.5.3. Фторидное выщелачивание ........................................................................ 68
1.3.5.4. Плазмотермическая и карботермическая переработка ......................... 69
1.3.5.5. Силикотермическая переработка .............................................................. 70
Заключение по главе 1 .................................................................................................. 72
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ .................................... 73
2.1. Методы исследования ............................................................................................ 73
2.2. Существующая технология производства титанового коагулянта ................... 75
2.3. Исходные материалы для синтеза комплексных титансодержащих реагентов 80
2.3.1. Ильменитовый концентрат ............................................................................. 80
2.3.2. Титанитовый (сфеновый) концентрат ........................................................... 82
2.3.3. Кварц-лейкоксеновый концентрат (КЛК) .................................................... 85
2.3.4. Нефелиновый концентрат .............................................................................. 91
2.3.5. Бруситсодержащий отход............................................................................... 94
2.3.6. Красный шлам ................................................................................................. 96
2.3.7. Металлургическая окалина ............................................................................ 99
2.4. Методика аналитического контроля растворов ................................................ 101
2.5. Статистическая обработка результатов экспериментов ................................. 107
ГЛАВА 3. ТЕРМО- И ГИДРОХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА КВАРЦ-ЛЕЙКОКСЕНОВОГО КОНЦЕНТРАТА ............................................................. 109
3.1. Термохимическая обработка в присутствии железосодержащей добавки .... 110
3.2. Термохимическая обработка в присутствии магний- или алюминийсодержащей добавки ......................................................................................................................... 124
3.3. Оптимизация процесса термохимической переработки кварц-лейкоксенового концентрата .................................................................................................................. 130
3.4. Гидрохимическая переработка титансодержащих образцов ........................... 135
Заключение по главе 3. ............................................................................................... 145
ГЛАВА 4. СВОЙСТВА КИСЛЫХ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ 146
4.1. Исследование устойчивости солянокислых титансодержащих растворов .... 147
4.2. Исследование устойчивости сернокислых титансодержащих растворов ...... 150
4.3. Сравнение стабильности кислых титансодержащих растворов ..................... 152
4
4.4. Влияние различных примесей на устойчивость растворов ............................. 153
4.5. Исследование реакционной способности водных растворов тетрахлорида титана ......................................................................................................................... 158
4.6. Технология получения треххлористого титана ................................................ 163
Заключение по главе 4. ............................................................................................... 184
ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ .............................................................................................................. 185
5.1. Исследование процесса химической дегидратации ......................................... 185
5.2. Дегидратация сернокислых титансодержащих растворов ............................... 190
5.3. Дегидратация солянокислых растворов ............................................................. 197
5.4. Синтез растворов комплексных титансодержащих коагулянтов.................... 207
Заключение по главе 5 ................................................................................................ 219
ГЛАВА 6. ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ РЕАГЕНТОВ В ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ ВОДЫ ............................................ 220
6.1. Исследование влияния соединений титана на поверхностные свойства продуктов гидролиза коагулянтов ............................................................................. 220
6.2. Очистка сточных вод металлургической промышленности............................ 235
6.2.1. Очистка сточных вод гальванического производства ............................... 235
6.2.2. Очистка сточных вод машиностроительного предприятия ...................... 243
6.2.3. Очистка сточных вод металлургических процессов ................................. 249
6.3. Очистка сточных вод пищевой промышленности ........................................... 256
6.3.1. Очистка сточных вод пищеблоков .............................................................. 256
6.3.2. Очистка сточных вод молочной промышленности ................................... 257
6.3.3. Очистка сточных вод рыбоперерабатывающей промышленности ......... 262
6.3.4. Очистка сточных вод спиртовой промышленности .................................. 267
6.4. Очистка сточных вод других отраслей промышленности ............................ 274
6.4.1. Очистка фильтрата полигонов твердых коммунальных отходов ............ 274
6.4.2. Очистка сточных вод линии переработки полимеров............................... 280
6.4.3. Очистка сточных вод процессов нефтедобычи.......................................... 286
6.4.4. Очистка шахтных вод ................................................................................... 290
6.4.5. Очистка сточных вод строительной промышленности ............................ 292
6.4.6. Очистка хозяйственно-бытовых сточных вод ............................................ 293
6.4.7. Очистка речной воды для технических нужд ............................................ 297
6.5. Исследование состава осадков процесса очистки воды ................................... 302
5
Заключение по главе 6. ............................................................................................... 306
ГЛАВА 7. ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ СИНТЕЗА И ПРИМЕНЕНИЯ РЕАГЕНТОВ ........................ 307
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 318
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. ...................................................................................... 323
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акт практического использования результатов работы АО «Альфахимпром» ......................................................................................................... 378
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Письмо о практического использования результатов и разработке технических условий на образцы титансодержащих коагулянтов ЗАО «СИТТЕК» ................................................................................................................... 379
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акт практического использования результатов работы ООО «РокКэпиталПартнерс» .............................................................................................. 382
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Акт лабораторных и опытно промышленных испытаний образцов комплексных титансодержащих коагулянтов ООО «ОЛМО»............... 383
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Акт использования результатов работы для разработки технологий получения комплексных реагентов ООО «Мировые экологические стандарты» ................................................................................................................... 384
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Акт опытно-промышленных испытаний образцов комплексных титансодержащих коагулянтов ООО «Рециклен» ........................... 385
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Акт апробации результатов диссертационной работы и образцов комплексных титансодержащих коагулянтов ООО «Полифло» ........... 386
ПРИЛОЖЕНИЕ З. Акт опытно-промышленных испытаний образцов комплексных титансодержащих коагулянтов ООО «Эвелак» ............................... 387
ПРИЛОЖЕНИЕ И. Акт практического применения результатов (методик контроля) АО «Спецмагнит» .................................................................................... 388
ПРИЛОЖЕНИЕ К. Акт опытно-промышленных испытаний образцов комплексных титансодержащих коагулянтов ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения» ....................................................................................... 389
ПРИЛОЖЕНИЕ Л. Акт практического использования результатов работы ПАО НПО «Алмаз» ............................................................................................................... 391
