Введение
1. Анализ современного состояния теории, технологии получения углеродных сорбентов, извлечения металлов из сточных вод 15
1.1. Получение углеродных сорбентов, их свойства 15
1.2. Анализ сорбционных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов 23
1.3. Адсорбция, возможные механизмы и селективное извлечение металлов углеродными сорбентами 37
1.4. Угольно-сорбционные технологии очистки сточных вод и
Извлечения ионов тяжелых металлов 50
1.5. Выводы 56
2. Объекты и методы исследования 59
2.1. Характеристика объектов исследования 61
2.1.1. Характеристика исходного сырья 61
2.1.2. Характеристика сточных вод 64
2.2. Методы исследования углеродных сорбентов 67
2.2.1. Определение пористой структуры сорбента 68
2.2.2. Дериватографические исследования 69
2.2.3. Метод ИК-спектроскопии 69
2.2.4. Совмещенный термический и атомно-абсорбцинный анализ
2.3. Методы определения ионов тяжелых цветных металлов 70
2.4. Методы выполнения лабораторных исследований 71
2.5. Оценка погрешностей и статистическая обработка данных 72
3. Разработка технологий получения углеродных сорбентов. Исследование физико-химических и сорбционных свойств 74
3.1. Получение сорбентов из каменных углей кузнецкого бассейна .75
3.2. Получение углеродных сорбентов из тугнуйских углей 81
3.3. Получение углеродных сорбентов из бурых углей 86
3.4. Исследование пористой структуры углеродных сорбентов 89
3.4.1. Изучение пористой структуры сорбентов из каменных углей з
3.4.2. Исследование пористой структуры сорбентов из бурых углей 93
3.4.3. Исследование пористой структуры сорбента ИПИ- Т. 95
3.5. Изучение химии поверхности углеродных сорбентов 97
3.5.1. Качественная оценка химии поверхности УС. 97
3.5.2. Количественная оценка функциональных групп 101
3.6. Выводы 103
4. Экспериментальное и теоретическое исследование акономерностеи сорбции-десорбции ионов металлов углеродными сорбентами 106
4.1. Изучение закономерностей сорбции ионов меди(и), цинка(п), железа(Ш) и хрома(ш) сорбентами из каменных углей кузнецкого бассейна 107
4.1.1. Влияние рНраствора на извлечение металлов 107
4.1.2. Исследование сорбции металлов в статических условиях 108
4.1.3. Влияние температуры на сорбцию металлов 113
4.1.4. Исследование закономерностей кинетики сорбции металлов 117
4.1.5. Исследование сорбции ионов металлов в динамических условиях 121
4.1.6. Исследование закономерностей десорбции металлов 122
4.1.7. Обоснование механизма сорбции ионов меди(Н), цинка(П), железа(Ш) и хрома(Ш)сорбентами на основе Кузнецких углей 128
4.2. Изучение закономерностей сорбции ионов меди(и), цинка(п) и железа(ш) сорбентами на основе тугнуйских каменных углей 135
4.2.1. Исследование сорбции металлов в статических условиях 136
4.2.2. Влияние температуры на сорбцию ионов металлов 139
4.2.3. Исследование кинетики сорбции ионов металлов 141
4.2.4.Исследование селективности извлечения ионов металлов при совместном присутствии 143
4.2.5. Исследование сорбции металлов в динамических условиях 145
4.2.6. Обоснование механизма сорбции ионов металлов сорбентами на основе каменных углей 146
4.3. Изучение закономерностей сорбции-десорбции ионов цинка(И), кадмия(П), ртути(П) и свинца(п) сорбентами из бурых углей 149
4.3.1. Определение оптимальной области рН для извлечения металлов 150
4.3.2. Исследование сорбции ионов металлов в статических условиях .151
4.3.3. Исследование сорбции металлов при совместном присутствии .157 4.3.4. Исследование закономерностей кинетики сорбции металлов 158
4.3.5. Обоснование механизма сорбции ионов цинка(П), кадмия(П), ртути(П) и свинца(П) сорбентами из бурых углей 162
4.3.6. Исследование сорбции ионов металлов в динамических условиях 164
4.3.7. Исследование закономерностей десорбции металлов с насыщенного углеродного сорбента 165
4.4. Изучение закономерностей сорбции ионов меди(п), цинка(и), железа(іі) и свинца(п) сорбентом ипи-Т 168
4.4.1. Влияние величины рН на извлечение металлов 169
4.4.2. Исследование сорбции металлов в статических условиях 169
4.4.3. Исследование закономерностей кинетики сорбции металлов 172
4.4.4. Исследование закономерностей сорбции ионов металлов в динамических условиях 175
4.4.5. Исследование закономерностей десорбции ионов металлов 176
4.5. Обоснование механизма сорбции ионов тяжелых металлов углеродными сорбентами 177
4.5.1. Влияние структуры сорбентов на механизм сорбции 177
4.5.2. Влияние природы d-металлов на механизм сорбции 179
4.5.3. Влияние природы объемной фазы на механизм сорбции 181
4.6. Математическое моделирование кинетики сорбции ионов
металлов углеродными сорбентами 189
4.6.1. Математическое моделирование кинетики сорбции ионов металлов сорбентами на основе кузнецких углей 189
4.6.2. Математическое моделирование кинетики сорбции ионов металлов сорбентами на основе тугнуйских углей 195
4.6.3. Математическое моделирование кинетики сорбции ионов металлов сорбентом АБЗ 199
4.6.4. Математическое моделирование кинетики сорбции ионов металлов сорбентом ИПИ-Т. 202
4.7 Выводы 205
5. Промышленные и полупромышленные испытния углеродных сорбентов. эколого-экономическая оценка их использования 208
5.1 Разработка и промышленные испытания сорбционной технологии доочистки сточных вод сорбентом из каменных углей кузнецкого бассейна 208
5.7./. Технологические испытания углеродного сорбента в псевдоожиженном слое 209
5.1.2. Промышленные испытания углеродного сорбента в зажатом слое 212
5.2. Разработка технологической схемы очистки производственных растворов зиф рудника холбинский 216
5.2.1. Укрупненные лабораторные испытания 217
5.2.2. Разработка технологической схемы очистки производственных растворов ЗИФ 218
5.3. Промышленные испытания углеродного сорбента АБЗ 219
5.3.1. Разработка технологической схемы сорбционной технологии извлечения ртути из хвостов ЗИФ рудника «Веселый» 219
5.3.2. Очистка сточных вод от ртути на ОАО «Саянскхимпром»
5.3.2.1. Характеристика производства цеха переработки ртутьсодержащих отходов 224
5.3.2.2. Разработка сорбционной технологии локальной очистки сточных вод от ионов ртути 227
5.4. STRONG Промышленные испытания сорбционной технологии доочистки
сточных вод углеродным сорбентом ипи-Т STRONG 233
5.4.1. Разработка локальной схемы очистки сточных вод Нижне-Куранахской ЗИФ «Алданзолото» 233
5.4.2. Разработка технологии очистки сточных вод станции гальванических покрытий О А О «Востсибэлемент»
5.5. Возможные направления утилизации отработанных сорбентов...240
5.6. Выводы 241
Заключение 245
Список литературы 249
