Гранульований доменний шлак як сорбент органічних барвників
Анотація
Визначено властивості гранульованого доменного шлаку «АрселорМіттал Кривий Ріг», що зумовлюють його сорбційну активність. У складі фракцій шлаку ідентифіковані мінерали: окерманіт Ca2MgSi2O7, геленіт Ca2Al(Al,Si)2O7, ранкініт Ca3Si2O7, псевдоволластоніт CaSiO3, мервініт Ca3MgSi2O8, мікроклін КAlSi3O8, кальцит CaCO3, ольдгаміт CaS з вмістом алюмосилікатів кальцію і магнію > 50 %. Деякі фази знаходяться в аморфному сорбційно-активному стані. Показана доцільність активації водою протягом 1 доби, в результаті якої на поверхні утворюються і дисоціюють гідроксильні і гідрофільні силанольні групи з формуванням негативного заряду поверхні шлакових частинок, що характерно для алюмосилікатів Са і Mg, а також мінералів кальциту і ольдгаміту. Форма ізотерми адсорбції свідчить про утворення полімолекулярних шарів органічного барвника метиленового синього (МС), що збільшує ефективність шлакового сорбенту. Величина адсорбції МС не менш 2 мг/г. Показано відсутність десорбції МС з шлаку, що забезпечує безпеку як захоронення відпрацьованого сорбенту, так і його утилізації в якості наповнювача будівельних матеріалів. Доведено радіаційну безпеку шлаку. Питома ефективна активність фракцій шлаку не перевищує 370 Бк/кг, що дозволяє його використання в якості технічних матеріалів без обмежень. Запропоновано технологічну схему адсорбційної очистки стічних вод підприємств органічного синтезу і текстильної промисловості, що містять органічні барвники, за допомогою шлакового сорбенту.
Стадії технологічного процесу: надходження шлаку з відвалу, аналіз мінерального складу шлаку, водна активація шлаку, статична сорбція барвників в відстійнику, подальша утилізація шлаку і надходження очищених вод в первинне виробництво. Технологія передбачає видалення органічних барвників із стічних вод і їх повторне використання, що забезпечує замкнутість циклу оборотного водоспоживання, відсутність витрат хімічних реагентів на активацію шлакового сорбенту, поліпшення екологічної ситуації в місцях розташування шлакових відвалів за рахунок використання шлаків в якості сорбентів.
