Коагуляционное выделение сульфатного лигнина из его водных растворов сульфатом, хлоридом и гидроксохлоридами алюминия
Диссертация
Исследование влияния предгидролиза А1С13 на его коагулирующую способность по отношению к СЛ показало, что увеличение рН предгидролиза до 3.25 приводит к некоторому увеличению коагулирующей способности А1С13 при концентрации 2×10″ 4 моль/л. При увеличении концентрации алюминия до 2×10−3 моль/л и рН предгидролиза до 4.30 коагулирующая способность ОХА падает. При более низких рН предгидролиза… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Состав и свойства сульфатного лигнина
- 1. 2. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем
- 1. 3. Электроповерхностные свойства и коагуляция сульфатного лигнина в водных растворах электролитов
- 1. 4. Состояние ионов алюминия в водных растворах
- 1. 5. Методы получения основных хлоридов алюминия
- 1. 6. Взаимодействие ионов поливалентных металлов с сульфатным лигнином и его аналогами
- 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Характеристика объектов исследования
- 2. 1. 1. Характеристика сульфатного лигнина
- 2. 1. 2. Приготовление растворов основных хлоридов алюминия
- 2. 2. Методы исследования
- 2. 2. 1. Метод спектрофотометрии
- 2. 2. 2. Метод микроэлектрофореза
- 2. 2. 3. Метод потенциометрического титрования
- 2. 2. 4. Определение растворимости сульфатного лигнина
- 2. 1. Характеристика объектов исследования
- 3. 2. Коагуляция сульфатного лигнина сульфатом алюминия
- 3. 3. Коагуляция сульфатного лигнина хлоридом алюминия и его предгидролизованными формами
- 3. 4. Выбор оптимальных условий коагуляционной очистки воды. Пробное коагулирование
Список литературы
- Фенгел Д., Вегенер Г. Древесина: Химия. Ультраструктура. Реакции. — М.: Лесная промышленность, 1988. — 512 с.
- Очистка и рекуперация промышленных выбросов / Максимов В. Ф., Вольф И. В., Винокурова Т. А. и др.: Учебник для вузов. -М.: «Лесн. пром-сть», 1989.-416 с.
- Арбузов В.В. Композиционные материалы из лигнинных веществ. М.: Экология, 1991.-208 с.
- Каширский В.Г. О комплексном использовании гидролизного лигнина // Гидролизная и лесохимическая промышленность. 1990. — № 6 — С.2−3.
- Исаева A.B., Леванова В. П., Суворов A.B., Григорюк Г. П. Изменение содержания и состава смолистых веществ в гидролизном лигнине при получении лечебного лигнина // Изв. ВУЗов. Лесной журнал. 1990. -№ 2. — С.90−93.
- Чудаков М.И. Промышленное использование лигнина. Изд. 3-е, испр. и доп., М.: Лесн. пром-ть, 1983.-200 с.
- Никитин В.М., Оболенская A.B., Щеглов В. П. Химия древесины и целлюлозы, М.: «Лесная промышленность», 1978. 368 с.
- Богомолов Б.Д., Сапотницкий СЛ., Соколов О. М. и др. Переработка сульфатного и сульфитного щелоков: Учебник для вузов // М.: Лесная промышленность, 1989. 360 с.
- Лигнины: Структура, свойства и реакции. Под. Ред. Сарканена К. В. и Людвига К. Х. Перевод с англ. М.: Лесная промышленность, 1975.-629 с.
- Никитин В.М. Лигнин, М.: Гослесбумиздат, 1961.-316 с.
- Никитин В.М. Химия древесины и целлюлозы // Гослесбумиздат, М-Л, 1951.-300 с.- 13 712. Богомолов Б. Д., Тиранов П. П., Бабикова Н. Д. Исследование сульфатноголигнина промышленной выработки. // Химия древесины, 1975 № 31. С. 52−54.
- Lindstrom Т. «The colloidal behavior of kraft lignin. Part 1.: Association and gelation of kraft lignin in aqueous solutions.// Colloid and Polymer. Sci 1979. -V.257. -P.277−285.
- Лебтахи Хамид. Коллоидно-химические свойства технических лигнинов// Автореферат дис. канд. хим. наук., Москва, 1988.-17с.
- Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, перераб. и доп., М.: Химия, 1975.-512 с.
- Дерягин Б.В. Теория взаимодействия частиц в присутствии двойных электрических слоев и агрегативной устойчивости лиофобных коллоидов и дисперсных систем // Изв. АН СССР. Сер. химия 1937.- № 5 — С. 11 531 164.
- Дерягин Б.В., Ландау Л. Д. Теория устойчивости сильно заряженных лиофобных золей и слипание сильно заряженных частиц в растворах электролитов.// Журн. Эксперим. и теор. физики. 1941 Т. 11.- № 21 .-С.802−821-- 1945.-Т.15.-№ 11.- С.663−681.
- Fervay E.J., Overbeek J.Th.G. Theory of the stability of lyophobic colloids. -Amsterdom: Elsevier Publ. Co. 1948. — 321 p.
- Мартынов Г. А., Муллер B.M. Сб. «Исследования в области поверхностных сил», М.: Наука, 1972.
- G.Frens. The reversibility of irreversible colloids, Thesis, Utrecht, 1968.-P. 132.
- G.Frens, J.Th.G.Overbeek. J. Repeptization and the theory of electrocratic colloids//Colloid. Interf. Sci., 1972.-V.38.-P.376.
- J.H.Schenkel, J.A.Kitchener. Test of Denjaguin-Verwey-Overbeek theory with a colloidal suspension.// Trans. Faraday Soc., I960 V.56.- P. l61.-13 823. K. Furusawa, S.Hachisu. Tungstic acid sol and its properties.// Sci. Light, 1967.- V.16.-№ 2- P.91.
- S.Okamoto, S.Hachisu. J. Long-range attractive force between plate-like gold particles. Fibrous aggregation.// Colloid. Interf. Sci., 1973- V.43- P.30.
- Ефремов И.Ф. Периодические коллоидные структуры -Л.: Химия, 1 971 191 с.
- Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок М.: Наука, 1986. — 206 с.
- H.C.Hamaker. Physica, 1937.-№ 4.-Р. 1058.
- Дерягин Б.В. Сб. «Успехи коллоидной химии» -М.: Наука, 1973 30 с.
- Derjagin B.V., Churaev N.V. Structural component of disjoining pressure.// J. Colloid Interf. Sci., 1964.- V.49.-№ 2.- P.249−255.
- Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии .- Л.: Химия, 1974 352 с.
- Глазман Ю.М., Фукс Г. И. Сб. «Успехи коллоидной химии».- М.: Наука, 1973.- 140 с.
- Israelachvilj., Pashley R. The hydrophobic interaction is long rang, decaying with distance //Nature. 1982. — V. 300, N 5890. — P.341−342.
- Чураев H.B. Включение структурных сил в теорию устойчивости коллоидов и пленок. // Коллоид, журн., 1984.- Т.46.-№ 2 С.302−313.
- Ефремов И.Ф., Усьяров О. Г. Взаимодействие коллоидных частиц и других микрообъектов на дальних расстояниях и образование периодических коллоидных структур //Успехи химии.-1976.-Т.45.-№ 5- С.877−907.
- Успехи коллоидной химии.-М.: Наука, 1973.- С. 130−139.
- Глазман Ю.М. Пятая Всесоюзная конференция по коллоидной химии (тезисы докладов), М.: Изд-во АН СССР, 1962 30 с.
- Пасынский А.Г. Коллоидная химия, М.: Высшая школа, 1968.-232 с.
- Барбой В.М., Глазман Ю. М. Сб. «Исследование в области поверхностных сил», М.: Наука, 1967.-207 с.
- Жельвис Е.Ф., Глазман Ю. М. О коагуляции лиофобных золей при действии смесей электролитов. Влияние концентрации дисперсной фазы. Коллоидн. журн., 1967.-Т.29.-С. 196.
- Барбой В.М. Коагуляция высокозаряженных золей электролитами различного валентного типа. Коллоидн. журн., 1965.-Т.27 С. 643.
- Барбой В.М., Глазман Ю. М., Дыкман И. М. О коагуляции лиофобных золей при действии смесей электролитов. Коллоидн. журн., 1962 Т.24-С. 382.
- Lindstrom Т. «The colloidal behavior of kraft lignin. Part 3.:Swelling behaviour and mechanical properties of kraft lignin gels.// Colloid and Polymer. Sci. 1980. -V.258- P.390−397.
- Lindstrom T. «The colloidal behavior of kraft lignin. Part 2.: Coagulation of kraft lignin sols in the presence of simple and complex metal ions.// Colloid and Polymer. Sci. 1980,-V.258.-P.168−173.
- Чернобережский Ю.М., Дягилева А. Б. Потенциометрическое титрование сульфатного лигнина.// Коллоидн. журн. 1990 Т.52 — № 6 — С. 1213−1216.
- Matijevic Е. And Stryher L.I. Coagulation and Reversal of charge of Liophobic Colloids by Hydrolysed Metal Ions. Ill Aluminum Sulfate.// Colloid Interface Sol,-1966.-V. 22.-P.68−74.
- Соломенцева И.М., Величанская JI.A., Герасименко И. Г. Проблема остаточного алюминия в очищенной воде. // Химия и технология воды, 1991 Т.13, — № 6.- С.517−534.
- Пилипенко А.Т., Фаландыш Н. Ф., Пархоменко Е. П. Состояние алюминия (III) в водных растворах. // Химия и технология воды, 1982- Т.4.- № 2-С.136−150.
- Hem J.D., Roberson С.Е. Form and stabilty of aluminium hydroxide complexes in dilute solutions. Geol. Surv. Water Supply Pap., A 1967. -№ 1827-P.3−55.
- Baes C.F., Mesmer R.E. The hydrolysis of cations. London: A Willey -interscience publication, 1976 — 489 p.
- Назаренко B.A., Антанович В. П., Невская E.M. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах, М.: Атомиздат, 1979. 192 с.
- Назаренко В.А., Бирюк Е. А. Константы гидролиза ионов алюминия в растворах с меняющейся ионной силой и корреляция их с положением элемента в периодической системе. // Журнал неорганич. химии, 1974-Т.19.-№ 3.-С.632−635.
- Brosset С., Biederman G., Sillen L.G. Studies of hydrolysis of metal ions. 11. The aluminium ion Acta chem. Scand. 1954.-V.8.-№ 10.- P. 1917−1926.-141
- Довбышев Н.Г., Сазонов A.M., Вожов Ю. А., Миронов В. Е. Гидратация гидроксокомплексов алюминия (III) и галлия (III). // Журнал физич. химии. 1978, — Т.52- № 11.- С.2736−2739.
- Hayden P.L., Rubin A. S. Systematic investigation of the hydrolysis and precipitation of aluminium. Aqueous-Environ. Chem.Metals. Ann. Arbor, Mich., 1974.- P. 317−381.
- Кондратов П.И., Кондратова T.C. Исследование гидролитического состояния алюминия (III) в водных растворах, Воронеж, 1980, 8 с. Деп. ВОНТИ ТЭХИМ и ХП — Д 82. Черкассы, 1982, № 487.
- Кондратов П.И., Кодратова Т. С. Влияние различных факторов на гидролитическое поведение солей алюминия. // Изв. высш. учеб. заведений. Химия и химическая технология, 1978 Т.21.- № 2-С.236−238.
- E.Matievic, K.G. Mathai, R.N. Ottewil, M. Kerker. Detection of metal ion hydrolysis by coagulation. 3 Aluminium // J. Phys. Chem. 1961. — V.65-№ 5 — P.826−830.
- J. Bersillon, J.D.W. Broun, F. Fissinger, J.D. Hem. Studies of hydroxyaluminium complexes in aqueous solution // J. Res U.S. Ged. Surv -1978 V.6 № 3 — P.325−337.
- Macdonald D.D., Butler P., Owen D. Hydrotermal hydrolysis of Al3+ and the precipitation of bochmite from aqueous solutions // J. Phys. Chem 1973 -V.77 № 20 — P.2474−2479.
- Криворучко О.П., Федотов M.А., Буянов P.А. О влиянии способа добавления к растворам основания на состав продуктов поликонденсации Al (III). // Журн. неорган, химии, 1978, — Т.23.- № 8.- С.2242−2244.
- Николаева Н.М. Влияние температуры на термодинамические функции реакции в растворах электролитов, М: Рукопись деп. в ВИНИТИ 04.02.74., № 226−74 Деп., 1974.
- Шилова Л.И. О некоторых энергетических характеристиках гидролиза алюмокалиевых квасцов. // Укр. хим. журн., 1973 Т.39 — № 7-С.734−736.
- Герасименко Н.Г., Соломенцева И. М., Сурова Л. М. Состояние алюминия в водных растворах основных хлоридов и сульфатов алюминия. // Химия и технология воды, 1991.- Т. 13.- № 8.- С.755−760.
- Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами.- М.: Наука, 1977. 356 с.
- Кульский Л.А., Когановский А. М. ЖПХ, 1944.- Т. 17.- С. 599.
- Paterson J.G., Salman Т. Trans. Inst. Mining and Metallurgy, 1970.- V.79-P.91.
- Гороновский И.Т. Сб. «Исследования по водоподготовке».- М.: Госстройиздат, 1956-С.5.
- Гороновский И.Т. Физико-химическое обоснование автоматизации технологических процессов обработки воды.- Киев: Наукова думка, 1975.-215 с.
- Гончарук В.В., Герасименко Н. Г., Соломенцева И. М., Пахарь Т. А. Извлечение фульвокислот из воды основными хлоридами алюминия. // Химия и технология воды, 1997, — Т.19.-№ 5.- С.481−488.
- Koagulacja modelowych sciekow celulozowo-papierniczych za pomoca chlorky poliglinowego / Smoczynski Lech, Wardzynska Regina, Wierzbicka Elwira, Zaleska Beata // Acta Acad. agr. ac. techn. olsten. Prot, aquarum et pise. -1995-№ 20. -P.123−130.
- Мильштейн А.Д., Коврижкин B.M., Свительский В. П., Загоруйко В. В., Вайханская A.B., Иванив М. А. // Междунар. научн. техн. конф. «Экология химического производства». Сб. тезисов докладов, Северодонецк, 4−7 октября 1994 Северодонецк, 1994.- С. 107−108.
- Лепинь Л.К., Вайваде А. Я. Об основных солях алюминия по данным потенциометрического титрования. //Журн. физ. химии, 1953 Т.24-№ 2.- С.217−232.
- Breuil H. Sur les chlorures et bromures basiques d’aluminium. Ann. Chim., 1965,-N 10, — P.467−493.
- Левицкий Э.А., Максимов В.H. О составе продуктов гидролиза в растворах хлористого алюминия. Докл. АН СССР, 1961.-Т.141.-№ 4-С.865−869.
- Л. Лепинь, 3. Ошис, А. Стипрайс, А. Вайваде. Коллоидно-химические явления на поверхности металлов и торможение коррозии в солевых растворах/. Latvias PSR Zinatnu Akademijas Vestis, 1951-N 8 — С. 12 391 250.
- Пат. 2 277 039 (Франция). Hydroxychlorures d’aluminium et leur procede de preparation / L. Signeurin., MI Brunet. Опубл. 05.04.76.
- Пат. 53−18 996 (Япония). Непрерывный способ получения водных растворов основных хлоридов алюминия / Сумитомо аруминиуму сэйрэн к. к. Опубл. 17.06.78.
- Пат. 2 107 970 (ФРГ). Verfahren zur Herstellung sulfathaltiger basicher Aluminiumchloride / N. Becher, I. Massonne. Опубл. 28.05.75.
- Малов B.A., Баранова В. И., Лавров И. С. Некоторые свойства растворов основных солей алюминия. // Журн. прикл. химии, 1972 Т.451. С.1105−1106.
- Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии М.: Химия, 1971. — 340 с.
- А. с. 747 816 (СССР). Способ получения основных хлоридов алюминия / A.B. Николаев, Н. В. Матюхов. Опубл. в Б. И., 1980, № 10.
- Пат. 49−24 355 (Япония). Способ получения основного хлорида алюминия / Сасаки Акираити, Исохата Сусуму, Като Масааки, Мурагоси Масахико. Опубл. 21.06.74.
- Kolotyrkin Ja. M. Effect of anions on the dissolution kinetics of metals. J. Electrochem. Soc., 1961, 108, N 3, P.209−216.
- Пат. 1 398 820 (Франция). Procede de preparation de composes d’aluminium basigues solubles dass l’eau / L. Manfred. Опубл. 31.04.64.
- State of the art of coagulation. Comitee report. J. Amer. Water Works. Assoc., 1971.-V. 63.-N2.- P.99−109.
- Fluckungsmittel fur die Wasseranfbereitung / Haake Gerhard, Geiler Gunter,
- Haup Frank, Wirbst Wolfgang // BBR: Wasser und Rohrbau. 1994. -V.4511.- C.29−32.
- Образцов B.B., Запольский А. К. Способы получения основных хлоридов алюминия. // Химия и технология воды, 1984.- Т.6.- № 3.- С.261−267.
- Гаркуша Д.Т., Кузнецов П. Н., Фомаева P.C. Исследование способности лигнина связывать ионы тяжелых металлов // Журн. аналит. химии, 1974-Т.29- С.2295−2297.
- Stamm W., Morgan J. Chemical aspects of coagulation.// J. Amer. Water Works Assoc. 1962. — V. 54. — P.971−992.
- Новикова JI.H., Кравец H.A., Артинов Н. Б. Взаимодействие лигнинных веществ с тяжелыми металлами // 7-ая Всесоюзная конференция по химии и использованию лигнина. Тезисы докладов. Рига, 1987. — С. 142−144
- Adhikari M., Chakravorty G., Hazra G.C. Fulvic acid metal complexes J. Indian Soc. Soil Sei., 1972.-V.20.-№ 4.
- Stevenson F.J. Stability constants of Cu2+, Pb2+ and Cd2+ complexes with humic acids Soil. Sci. Sos. Amer J., 1976.- Vol.40.- № 5.-P.54−56.
- Александрова Л.H. О природе и свойствах продуктов взаимодействия гуминовых кислот и гуматов с полутороокисями. // Почвоведение, 1954.-№ 1.-С. 43−48.- 146
- Дорфман Э.М. Природа соединений ионов железа и алюминия с гумусовыми кислотами почвы. // Автореф. дис. канд. биол. наук.- М.: 1969.-21 с.
- Александрова JI.H. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации, Л.: Наука, 1980. 288 с.
- Чижов Г. И. Упрочнение бумаги с помощью соединений алюминия. Дисс.. доктора техн. наук. 05.21.03. Ленинград: ЛТД 1985.
- Знаменская М.В. Разработка новых композиций алюминиевого коагулянта с целью повышения эффективности очистки природных вод от гумусовых веществ.// Автореф. дис. канд. хим. наук Киев, 1976. — 22 с.
- Соколов О.М., Богомолов Б. Д. Определение молекулярных весов сульфатных и натронных лигнинов методом неустановившегося равновесия.//Изв. вузов. Лесной журнал, 1967.-№ 3.- С. 140.
- Дягилева А.Б. Электроповерхностные свойства и агрегативная устойчивость сульфатного лигнина в растворах электролитов. Дисс. канд. хим. наук. 05.21.03. Санкт-Петербург: СПб ТИ ЦБП, 1992.
- Соколов О.М. Изменение молекулярных весов щелочных лигнинов сосны в зависимости от различных параметров натронной и сульфатной варок.// Автореф. дис. к.х.н., Рига, 1968. 25 с.
- Chawia B.I.S. Lignin the phytopolymer // Holsforsch and Holsverwert -1985. -V. 37, N1.-P. 9−13.
- Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. -М.: Химия, 1984.-448 с.
- Руководство по химическому и технологическому анализу воды. -М.: 1973.-273 с.
- Кульский Л.А., Гороновский И. Т. и др. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Т. 1.-Киев: «Наукова думка», 1980— 680 с.
- Пааяль Л.Л., Кару Я. Я. и др. Справочник по очистке природных и сточных вод.-М.: Высш. шк., 1994.-336 с.
- Iwugo К.О. Municipal water and wastewater treatment. UNESCO Series of multimedia postgraduate learning materials in environmental engineering. -348 p.
- Вольф И.В., Семенов C.B. Физико-химическая очистка сточных вод. Методические указания к лабораторным работам.-Л.: ЛТИ ЦБП, 1989−36с.-150Б
- Рис. 2. Зависимость оптической плотности системы Н20 СЛ — ОХА через 1 (1) — 10 (2) — 30 (3) — 60 (4) и 120 (5) минут после введения ОХА. Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10"4 моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгидр.—2,5
- Сраб.= 2×10"2 моль/л рНраб.^3,85−151в
- Сраб.~ 1 моль/л рНраб=2.50−155Б
- Рис. 7. Зависимость оптической плотности системы Н20 СЛ — ОХА через 1 и 10 (1) — 30 (2) — 60 (3) и 120 (4) минут после введения ОХА. Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10~5 моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгндр.-2−90
- Сраб = 2×10"3 моль/л рНраб =4.60−156Б
- Рис. 8. Зависимость оптической плотности системы Н20 СЛ — ОХА через 1 (1) — 10 (2) — 30 (3) — 60 (4) и 120 (5) минут после введения ОХА. Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10"^ моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгидр.-2.90
- Сраб = 2 X10~2 моль/л рНраб =4.30 157Б
- Рис. 9. Зависимость оптической плотности системы Н20 СЛ — ОХА через1 (1) — 10 (2) — 30 (3) — 60 (4) и 120 (5) минут после введения ОХА.
- Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10 моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгадр —2.90
- Сраб= 1 моль/л рНраб —2.90−158БрНцредгндр.-3.25
- Сраб = 2×10~3 моль/л рНраб =4.70−159В
- Рис. 11. Зависимость оптической плотности системы Н20 СЛ — ОХА через 1 и 10 (1) — 30 (2) — 60 (3) и 120 (4) минут после введения ОХА. Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10^ моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгидр.-3.2 5
- Сраб.= 2×10"2 моль/л рНраб.=4.50−160Б
- Рис. 12. Зависимость оптической плотности системы Н20 С Л — ОХА. через 1 (1) — 10 (2) — 30 и 60 (3) и 120 (4) минут после введения ОХА. Концентрация электролита в системе по А1С13 2×10"^ моль/л. Условия предгидролиза: рНпредгидр.-3.25
- СрабГ3 1 моль/л рНраб=3.25