Гранулировіанный доменный шлак как сорбент органических красителей
Аннотация
Определены свойства гранулированного доменного шлака «АрселорМиттал Кривой Рог», обусловливающие его сорбционную активность. В составе фракций шлака идентифицированы минералы: окерманит Ca2MgSi2O7, геленит Ca2Al(Al,Si)2O7, ранкинит Ca3Si2O7, псевдоволластонит CaSiO3, мервинит Ca3MgSi2O8, микроклин КAlSi3O8, кальцит CaCO3, ольдгамит CaS с содержанием алюмосиликатов кальция и магния >50%. Некоторые фазы находятся в аморфном сорбционно-активном состоянии. Показана целесообразность активации водой в течение 1 суток, в результате которой на поверхности образуются и диссоциируют гидроксильные и силанольные группы с формированием отрицательного заряда поверхности шлаковых частиц, что характерно для алюмосиликатов Са и Mg, а также минералов кальцита и ольдгамита. Форма изотермы адсорбции свидетельствует об образовании полимолекулярных слоев органического красителя метиленового синего (МС), что увеличивает эффективность шлакового сорбента. Величина адсорбции МС не менее 2 мг/г. Показано отсутствие десорбции МС из шлака, что обеспечивает безопасность как захоронения отработанного сорбента, так и его утилизации в качестве наполнителя строительных материалов. Доказана радиационная безопасность шлака.
Удельная эффективная активность фракций шлака не превышает 370 Бк/кг, что разрешает их использование в качестве технических материалов без ограничений. Предложена технологическая схема адсорбционной очистки сточных вод предприятий органического синтеза и текстильной промышленности, содержащих органические красители, с помощью шлакового сорбента. Стадии технологического процесса: поступление шлака из отвала, анализ минерального состава шлака, водная активация шлака, статическая сорбция красителей в отстойнике, дальнейшая утилизация шлака и поступление очищенных вод в первичное производство. Технология предусматривает удаление органических красителей из сточных вод и их повторное использование, что обеспечивает замкнутость цикла оборотного водопотребления, отсутствие расхода химических реагентов на активацию шлакового сорбента, улучшение экологической ситуации в местах расположения шлаковых отвалов за счет использования шлаков в качестве сорбентов.
