Рефераты

Главная

Иностранные языки

Инвестиции

Зоология

Журналистика

Режущий инструмент

Реклама и PR

Ресторанно-гостиничный
бизнес бытовое обслуживан

Римское право

Русский язык культура речи

Политика выборы власть

Политология политистория

Право

Юридическая психология

Финансы деньги и налоги

Философия

Теория организации

Теплотехника

Технология

Товароведение

Финансовые науки

Управленческие науки

Строительные науки

Авиация и космонавтика

Административное право

Безопасность
жизнедеятельности

Рефераты по рекламе

Рефераты по физике

Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ (MS Word 97)

концентрирование редких металлов из раствора с применением хелатных смол и

очистка каждого металла экстракцией. Галлий и ванадий выщелачивают 3-н.

раствором H2SO4, затем концентрируют их совместно на хелатной смоле

иминодиацетатного типа и очищают экстракцией с применением

триоктиламмонийхлорида и ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты соответственно.

Другой кислотный метод обработки золы был запатентован в США [34]. Он

заключается в выщелачивании золы, содержащей V и Ni, соляной кислотой с

промотором растворения (V2O5, гипохлориты натрия, калия, кальция,

пероксиды, ClO2). Затем щелока отделяют от остатка и обрабатывают

гидроксидом натрия, калия или кальция, повышая pH раствора до уровня 5,5-

6,5(6,2). Выпадающий при этом осадок, содержащий соединения V(3+) и V(4+),

отделяют от раствора, который затем дополнительно подщелачивают (до pH 8,5-

9,5), выделяя в осадок гидроксид никеля. Ванадийсодержащий осадок

высушивают, после чего смешивают с гидроксидом натрия, калия или кальция,

смесь прокаливают на воздухе при 500-1000(C (950(C), в результате чего

ванадий окисляется до пятивалентного состояния. V(5+) выщелачивают водой,

полученные щелока подкисляют соляной кислотой, выделяя в осадок V2O5.

Предложены также щелочные способы обработки золы с целью извлечения

ванадия. В одном из способов [35] ванадийсодержащую золу подвергают

гравитационному разделению. Обогащенную ванадием фракцию выщелачивают

щелочным раствором, продувая одновременно газ-окислитель (например, сжатый

воздух). Щелочной раствор концентрируют, затем пропускают через него CO2-

содержащий газ до pH 8-9. Осадок отделяют. К раствору добавляют соль

аммония (NH4Cl) для извлечения ванадия в виде аммонийной соли.

В другом способе [36] смоченную золу-уноса подвергают разделению для

образования тонкодисперсного углеродного продукта и не содержащей углерода

водной суспензии. Полученную суспензию выщелачивают при повышенном давлении

в растворе гидроксида щелочного металла с концентрацией менее 5 моль/л при

110-300(C. Суспензию разделяют на жидкую и твердую фазы для получения

щелока от выщелачивания, обогащенного ванадием, и обедненного ванадием

остатка. Щелок от выщелачивания приводят в контакт с экстрагентом,

содержащим четвертичный амин и производное оксима. Затем насыщенный

экстрагент приводят в контакт с водным раствором для получения

ванадийсодержащего водного щелока и регенерированного экстрагента. Из

ванадийсодержащего щелока извлекают ванадийсодержащие соединения.

Предложены способы извлечения ванадия из ванадийсодержащего сырья путем

электрохимического выщелачивания [37, 38]. В этих исследованиях в качестве

электролита предлагают использовать растворы, содержащие хлориды и

карбонаты щелочных металлов. Электролиты, содержащие хлор-ионы, вызывают

коррозию аппаратуры, использование карбонатов сопряжено с трудностями

регенерации отработанного электролита. Объектом служил ванадийсодержащий

конвертерный шлак Нижне-Тагильского металлургического комбината с

содержанием пятиокиси ванадия 18,38%. Задача поисковых исследований

заключалась в нахождении оптимальных параметров процесса, подборе

конструкции и вида материалов электролизёров и электродов, состава

электролитов. Факторы: температура и время выдерживания, плотность тока,

концентрация электролита, высота и навеска шлакового слоя, перемешивание,

введение активирующих веществ, отношение Т:Ж, а также температура и

продолжительность предварительной термической обработки шлака. Были

опробованы различные конструкции электролизёров и электродов из графита,

никеля, свинца и нержавеющей стали. Наиболее подходящими оказались

электроды из нержавеющей стали. Электролизёр имел форму стакана из

оргстекла, катод представлял собой полый цилиндр, через который проходило

перемешивающее устройство. Вокруг катода располагались аноды, сделанные в

виде лопастей. Нижняя часть катода отделялась от среды фильтровальным

материалом.

При использовании в качестве электролита серной кислоты (5-13%) степень

перехода ванадия в раствор составила в пределах 60-80%. При этом раствор в

значительном количестве загрязнялся железом, алюминием, фосфором и другими

примесями. Так же не дали желаемого результата электрохимическое

выщелачивание шлака в растворе едкого натра, хлорида натрия и их смеси.

Извлечение ванадия в растворе не превышало 30-40%. Поэтому дальнейшие

исследования проводили с предварительно обожженным шлаком. В качестве

электролита использовали раствор едкого натра различной концентрации.

Видимо, предварительная термическая обработка шлака (780-800(C, 15-20 мин)

способствует разрушению его силикатной составляющей вследствие окисления

шпинелида, что интенсифицирует процесс электрохимического выщелачивания.

Можно предположить, что увеличение скорости окисления ванадия низких

валентностей происходит и за счет выделения атомарного кислорода при

электрохимическом процессе.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристика золы

Зола и шлак ТЭЦ представляет собой остаток от сжигания твердого

топлива. Они являются продуктами высокотемпературной (до 1200-1700(C)

обработки минеральной, несгорающей части углей. При этом в камерных топках

получают отходы двух видов: зола-уноса и шлак.

Шлак образуется в результате сжигания размягченных частиц золы в объеме

топки или на ее стенках и накапливается в шлаковом бункере под топкой.

Размер зерен шлака 1(50 мм. Зола-уноса уносится из топки с дымовыми газами

и улавливается при их очистке в циклонах и электрофильтрах. Размер частиц

золы менее 1 мм. Свыше 80% минеральной части углей переходит в золу, до 20%

– в шлак.

Химический состав золы ТЭЦ-4

(экибастузский уголь)

|SiO2 |Al2O3 |FeO |CaO |MgO |SO2 |TiO2 |K2O |Na2O |P2O5 |MnO2 |

|61-62|27,3% |5,65%|1,17%|0,49%|0,52%|1,49%|0,42%|0,32%|0,52%|0,17% |

|% | | | | | | | | | | |

Содержание химических элементов в золе, % масс.

|Элементы |% масс. |

|Кремний, (Si) |29 |

|Железо, (Fe) |4,0 |

|Кальций, (Ca) |0,52 |

|Алюминий, (Al) |11,0 |

|Магний, (Mg) |0,16 |

|Стронций, (Sr) |0,044 |

|Титан, (Ti) |0,38 |

|Марганец, (Mn) |0,082 |

|Барий, (Ba) |0,20 |

|Иттрий, (Y) |0,0040 |

|Лантан, (La) |0,0014 |

|Церий, (Ce) |0,0066 |

|Иттербий, (Yb) |0,0006 |

|Тербий, (Tb) |0,0008 |

|Диспрозий, (Dy) |0,0009 |

|Самарий, (Sm) |0,0005 |

|Торий, (Th) |0,0006 |

|Уран, (U) |0,0002 |

|Цирконий, (Zr) |0,034 |

|Медь, (Cu) |0.0056 |

|Ванадий, (V) |0,014 |

|Галлий, (Ga) |0,0044 |

Примечание: анализ золы проводился в институте Гидроцветмет (г.

Новосибирск).

2.2. Техника безопасности

Техника безопасности при выполнении любой работы в химической

лаборатории должна быть предметом постоянного внимания, так как даже

незначительная неосторожность и невнимательность могут привести к

несчастным случаям с тяжелыми последствиями.

Правила работы с электрическим оборудованием.

При работе с электрооборудованием необходимо соблюдать следующие

требования:

. электрооборудование должно быть исправным;

. при работе с электрооборудованием, находящимся под напряжением, применять

исправные средства защиты (резиновые перчатки, изолирующие подставки и

др.), работу проводить инструментом с изолированными рукоятками;

. в случае перерыва подачи электроэнергии все приборы должны быть

немедленно выключены;

. в случае загорания проводов или электрооборудования, находящегося под

напряжением, необходимо выключить электроэнергию и тушить огонь сухим

углекислотным огнетушителем, сухим песком, покрывалом из асбеста.

Правила работы с едкими веществами.

Едкие вещества (кислоты, щелочи), попадая на кожу, вызывают ожоги.

Особая опасность заключается в возможности поражения глаз. Поэтому

необходимо соблюдать следующие условия:

. при любых работах с едкими веществами обязательно применение защитных

очков или масок;

. переливать кислоты только при включенной тяге в вытяжном шкафу;

. растворение щелочей необходимо производить прибавлением к воде небольших

кусочков, куски щелочи брать только щипцами;

. кислоты следует разбавлять в термостойких стаканах прибавлением их к воде

небольшими порциями, разлитые кислоты и щелочи следует немедленно

нейтрализовать и только после этого проводить уборку

В лаборатории для оказания первой помощи должна быть аптечка, а также

растворы борной кислоты, бикарбоната натрия и перманганата калия.

2.3. Приборы и посуда

1. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 №838440. Рабочий

диапазон длин волн 315-980 нм. Пределы измерения оптической плотности от 0

до 1,5.

2. Термостат ЕЗЕ №3178.

3. Мешалка механическая РМ-70/30, рабочее напряжение 220В, сила тока

0,2A, частота 30Гц, максимальное число оборотов 3000 в мин.

4. Весы аналитические А-3/200. Точность измерения 10-4 г, заводской

номер 133051.

5. Весы технические. Точность измерения 10-1 г.

6. Плитка электрическая, рабочее напряжение 220 В.

7. Муфельная печь ПМ-8 №42048. Напряжение 220 В, ток переменный,

максимальная температура 1100(C, частота 50 Гц, мощность 1,8 кВт.

8. Стаканы термостойкие вместимостью 100, 250, 400, 1000 см3.

9. Колбы мерные вместимостью 50, 100, 200, 250, 1000 см3.

10. Пипетки мерные вместимостью 5, 10, 20, 25 см3.

11. Цилиндры мерные вместимостью 10, 100 см3.

12. Колбы плоскодонные термостойкие вместимостью 100 см3.

13. Фарфоровая ступка.

14. Фарфоровые тигли.

2.4. Реактивы

1. Соляная кислота HCl, х.ч.

2. Азотная кислота HNO3, х.ч.

3. Серная кислота H2SO4, х.ч.

4. Ортофосфорная кислота H3PO4, х.ч.

5. Кислота сульфосалициловая 2-водная C7H6O6S(2H2O, х.ч.

6. Аммиак NH3, х.ч.

7. Ледяная уксусная кислота CH3COOH, х.ч.

8. Гидроокись натрия NaOH, х.ч.

9. Железоаммонийные квасцы (NH4)2SO4(Fe2(SO4)3(24H2O, ч.д.а.

10. Аммоний сернокислый (NH4)2SO4, ч.д.а.

11. Натрий уксуснокислый CH3COONa, ч.д.а.

12. Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты), ч.д.а.

13. Метаванадиевокислый аммоний NH4VO3, ч.д.а.

14. Вольфрамовокислый натрий 2-водный Na2WO4(2H2O, ч.д.а.

15. Титан треххлористый TiCl3, ч.д.а.

16. Родамин В (тетраэтилдиамино-о-карбоксилфенилксантенилхлорид),

ч.д.а.

17. Толуол C7H8, ч.д.а.

18. Бутилацетат C6H12O2, ч.д.а.

2.5. Методики анализов

2.5.1. Фотометрическое определение железа с сульфосалициловой кислотой [39]

Метод основан на том, что сульфосалициловая кислота или её натриевая

соль образует с солями железа окрашенные комплексные соединения. Причем в

слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями Fe

(III) (красное окрашивание), а в слабощелочной - с солями Fe (III) и (II)

(желтое окрашивание).

Реактивы:

1. Сульфосалициловая кислота, 10%-ный раствор, или сульфосалицилат

натрия, насыщенный раствор.

2. Аммиак, разбавленный раствор. Смешивают 200 мл концентрированного

аммиака и 300 мл дистиллированной воды.

3. Стандартный раствор соли железа. Растворяют 0,8634 г

железоаммонийных квасцов в дистиллированной воде, к раствору добавляют

10 мл H2SO4 плотностью 1,84 г/см3, разбавляют в мерной колбе на 1 л.

Отбирают 100 мл полученного раствора, разбавляют водой в мерной колбе снова

до 1 л.

В 1 мл раствора содержится 0,01 мг железа.

Ход определения общего содержания железа.

В коническую колбу вместимостью 50 мл наливают 10 мл анализируемой

воды. В этом объеме должно содержаться от 1 до 10 мкг железа, что

соответствует концентрациям от 0,1 до 1 мг/л. Более концентрированные по

содержанию железа сточные воды предварительно разбавляют в мерной колбе

так, чтобы содержание железа в 10 мл полученного раствора было в указанных

пределах. Затем в пробирку приливают 5 мл раствора сульфосалициловой

кислоты и 5 мл раствора аммиака.

Измеряют оптическую плотность полученного раствора на длине волны 420-

430 нм по отношению к холостому раствору. Молярный коэффициент поглощения

равен 5,5(103.

Содержание железа находят по градуировочному графику, для построения

которого наливают из микробюретки 1-10 мл стандартного раствора, разбавляют

до 10 мл дистиллированной водой и продолжают как при анализе пробы.

Построение градуировочного графика.

Были приготовлены реактивы как указано в методике. Взяли 2,0; 4,0; 6,0;

8,0; 10,0 мл стандартного раствора. Фотометрировали на ФЭКе на длине волны

440 нм в кюветах 3 см. Данные приведены в таблице 2.5.1.

Таблица 2.5.1.

Зависимость оптической плотности растворов от концентрации железа

|С, мкг/мл |0,4 |0,8 |1,2 |1,6 |2,0 |

|D1 |0,075 |0,17 |0,26 |0,36 |0,44 |

|D2 |0,075 |0,16 |0,25 |0,36 |0,44 |

|D3 |0,080 |0,17 |0,26 |0,35 |0,44 |

Статистическая обработка проводилась на ЭВМ по методу наименьших

квадратов. Получено уравнение регрессии:

y=2,3(10-1x

rт=0,878, rр=1,000

b=2,3(10-1(1,3(10-2.

Рисунок 2.5.1.

Градуировочный график поглощения растворов железа

2.5.2. Фотометрическое определение алюминия с алюминоном [40]

Метод основан на способности иона Al3+ образовывать с алюминием красное

труднорастворимое комплексное соединение.

Реакция осуществляется при pH=4,9 в присутствии сульфата аммония.

Оптическую плотность измеряют на длине волны 540 нм. Чувствительность

метода 0,05 мг/л алюминия.

1. Приготовление основного стандартного раствора с концентрацией

0,10 г/мл. Стандартный раствор можно приготовить из алюминиевой стружки.

Для этого 0,1 г стружки растворяют в 5 мл концентрированной соляной кислоты

при нагревании и перемешивании. Переливают раствор в мерную колбу на

1000 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

2. Приготовление рабочего стандартного раствора с концентрацией

0,005 мг/мл. 5,0 мл основного стандартного раствора помещают в мерную колбу

на 100 мл и доводят объем до метки дистиллированной водой. Раствор готовят

в день проведения анализа.

3. Приготовление раствора сульфата аммония. 50,0 г сульфата аммония

растворяют в 100 мл дистиллированной воды.

4. Приготовление ацетатного буфера (pH=4,9(1). 241 г CH3COONa помещают

в колбу на 1000 мл и растворяют в 500 мл дистиллированной воды. Дают

раствору остыть, добавляют 155 мл ледяной уксусной кислоты, доводят объем

до метки дистиллированной водой. pH буфера устанавливают потенциометрически

и, при необходимости, корректируют, добавляя NaOH или CH3COOH. Для анализа

исходный буферный раствор разбавляют в 10 раз дистиллированной водой. Срок

хранения 3 месяца.

5. Приготовление раствора алюминона. 0,5 г алюминона растворяют в

125 мл горячей дистиллированной воды, затем добавляют 125 мл разбавленного

ацетатного буфера. Раствор готов к употреблению сразу. Хранят его в склянке

из темного стекла. Срок хранения 3 месяца.

6. Приготовление раствора гидроокиси натрия. 5,0 г NaOH растворяют в

100 мл дистиллированной воды.

7. Приготовление реакционной смеси. Смешивают одну объемную часть

сульфата аммония с двумя частями алюминона и двадцатью двумя –

разбавленного ацетатного буфера. В день анализа в необходимом объеме

реакционной смеси растворяют аскорбиновую кислоту по 25 мг на каждые 25 мл

реакционной смеси. Раствор можно хранить в течение 1 месяца.

Проведение анализа.

Проведению анализа может помешать окисное железо (Fe3+). Влияние железа

массовой концентрации 0,3 мг/л и более устраняется восстановлением его

аскорбиновой кислотой до закисного железа (Fe2+).

В мерную колбу на 50 мл, где уже находится исследуемый раствор,

добавляют 25 мл реакционной смеси, 25-30 мг аскорбиновой кислоты, доводят

до метки дистиллированной водой. Раствор выдерживают в течении 25-30 мин.

Затем измеряют его оптическую плотность на длине волны 540 нм в кювете с

толщиной слоя 30 мм. Измерения проводят относительно холостой пробы. Для

приготовления холостой пробы в мерную колбу на 50 мл помещают 25 мл

реакционной смеси, 25-30 мг аскорбиновой кислоты, доводят до метки

дистиллированной водой. Количество алюминия в пробе находят по

градуировочному графику. При необходимости производят разбавление

исследуемого раствора.

Построение градуировочного графика.

Приготовление реактивов велось по методике. Взяли 0,5; 1,0; 3,0; 5,0;

7,0; 9,0 мл рабочего стандартного раствора. Фотометрировали на длине волны

540 нм в кюветах 3 см. Полученные данные приведены в таблице 2.5.2.

Таблица 2.5.2.

Зависимость оптической плотности растворов от концентрации алюминия

|С, мкг/мл|0,05 |0,1 |0,3 |0,5 |0,7 |0,9 |

|D1 |0,04 |0,08 |0,22 |0,36 |0,50 |0,66 |

|D2 |0,03 |0,07 |0,20 |0,34 |0,48 |0,64 |

|D3 |0,04 |0,07 |0,21 |0,34 |0,48 |0,64 |

Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших

квадратов. Получено уравнение регрессии:

y=6,9(10-1x

rт=0,878, rр=1,000

b=6,9(10-1(1,2(10-2.

Рисунок 2.5.2.

Градуировочный график поглощения растворов алюминия

2.5.3. Фотометрическое определение ванадия [41]

1. Приготовление эталонного раствора ванадия 1000 мг/л.

В стакане вместимостью 100 мл растворяют 0,5740 г метаванадиевокислого

аммония в 40 мл разбавленной азотной кислоты (1:4), количественно переносят

в мерную колбу вместимостью 250 мл и доводят до метки дистиллированной

водой.

2. Приготовление рабочего эталонного раствора ванадия 50 мг/л.

5 мл эталонного раствора ванадия 1000 мг/л количественно переносят в

мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

3. Приготовление раствора вольфрамовокислого натрия 185 г/мл.

В стакане вместимостью 50 мл растворяют 18,5 г двуводного

вольфрамовокислого натрия (Na2WO4(2H2O) в горячей дистиллированной воде,

охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу

вместимостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой.

Проведение анализа.

В стакан вместимостью 100 мл помещают аликвоту раствора в зависимости

от ожидаемого содержания ванадия, 2 мл разбавленной серной кислоты (1:1),

5 мл разбавленной ортофосфорной кислоты и 2,5 мл вольфрамовокислого натрия.

Каждый раз содержимое стакана перемешивают встряхиванием. Раствор нагревают

до 40-70(C, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в

мерную колбу вместимостью 50 мл, доводят до метки дистиллированной водой.

Раствор должен быть прозрачным. Выдерживают в течение 60 мин. Затем

измеряют его оптическую плотность на длине волны 440 нм в кювете с толщиной

слоя 5 см. Измерения проводят относительно холостой пробы. Для

приготовления холостой пробы в мерную колбу на 50 мл помещают 2 мл

разбавленной серной кислоты (1:1), 5 мл разбавленной ортофосфорной кислоты

и 2,5 мл вольфрамовокислого натрия, доводят до метки дистиллированной

водой. Количество ванадия находят по градуировочному графику.

Построение градуировочного графика.

Приготовление растворов велось по методике. Взяли 1,0; 2,0; 4,0; 6,0;

8,0; 10,0 мл рабочего эталонного раствора. Фотометрировали на длине волны

440 нм в кюветах 5 см. Полученные данные приведены в таблице 2.5.3.

Таблица 2.5.3.

Зависимость оптической плотности растворов от концентрации ванадия

|С, мкг/мл|1,0 |2,0 |4,0 |6,0 |8,0 |10,0 |

|D1 |0,06 |0,12 |0,26 |0,39 |0,50 |0,62 |

|D2 |0,05 |0,12 |0,26 |0,38 |0,50 |0,62 |

|D3 |0,05 |0,11 |0,25 |0,38 |0,50 |0,60 |

Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших

квадратов. Получено уравнение:

y=6,3(10-2x

rт=0,811, rр=0,999

b=6,3(10-2(3,1(10-3.

Рисунок 2.5.3.

Градуировочный график поглощения растворов ванадия

2.5.4. Фотометрическое определение галлия [42]

Метод основан на образовании ионного ассоциата хлоргаллата родамина B и

измерении оптической плотности его экстрактов. Интенсивная красно-

фиолетовая окраска экстракта обеспечивает чувствительный способ определения

малых количеств галлия. В этих условиях аналогично реагируют Sb (V), Au

(III), Tl (III) и Fe (III). Вольфрам (VI) образует вольфрамат родамина B,

не растворимый в толуоле.

Al, Zn, Cu, Ta и In не дают окраски при экстракции толуолом.

Окислители, в том числе нитраты, должны отсутствовать в растворе. Сурьма и

другие перечисленные металлы не реагируют с родамином B, если они

восстановлены до более низких степеней валентности [Sb(III), Au(0), Tl(I),

Fe(II)].

Реактивы:

1. Кислота соляная, 6-н. раствор.

2. Титан треххлористый, раствор, разбавленный концентрированной соляной

кислотой 1:1.

3. Родамин B, 0,5%-ный раствор в 6-н. растворе соляной кислоты.

4. Смесь толуола с бутилацетатом. Готовят смешением толуола с

бутилацетатом в соотношении 2:1.

5. Галлий металлический.

Приготовление стандартных растворов галлия.

1. Раствор А. Навеску галлия массой 0,1 г растворяют в 10 мл 6-н.

раствора соляной кислоты при нагревании с добавлением нескольких капель

пергидроля. Полученный раствор выпаривают досуха. Остаток снова растворяют

в 6-н. растворе соляной кислоты, раствор переносят в мерную колбу

вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки и

перемешивают. 1 мл раствора А содержит 1000 мкг галлия.

2. Раствор Б. Отбирают пипеткой 10 мл раствора А и переносят в мерную

колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки

и перемешивают. 1 мл раствора Б содержит 100 мкг галлия.

3. Раствор В. Отбирают пипеткой 10 мл раствора Б и переносят в мерную

колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки

и перемешивают. 1 мл раствора В содержит 10 мкг галлия.

4. Раствор Г. Отбирают пипеткой 10 мл раствора В и переносят в мерную

колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки

и перемешивают. 1 мл раствора Г содержит 1 мкг галлия.

Проведение анализа.

В мерную колбу вместимостью 50 мл (или делительную воронку вместимостью

25 мл) отбирают 5 мл анализируемого раствора и прибавляют по каплям при

помешивании 1 мл треххлористого титана. Через 5 мин в колбу (или воронку)

прибавляют 0,4 мл 0,5%-ного раствора родамина B, перемешивают и выдерживают

в течение 5 мин. Затем приливают 5 мл смеси толуола с бутилацетатом,

закрывают колбу (или воронку) притертой пробкой и встряхивают 2 мин. После

разделения слоев осторожно сливают в кювету верхний органический слой,

окрашенный в красно-фиолетовый цвет, и закрывают кювету крышкой.

Колориметрирование производят на длине волны 540 нм в кювете с толщиной

слоя 5 мм.

Нулевой раствор готовят следующим способом: в мерную колбу вместимостью

50 мл (или делительную воронку вместимостью 50 мл) наливают 10 мл 6-н.

раствора соляной кислоты, приливают 2 мл треххлористого титана, 0,8 мл 0,5%-

ного раствора родамина B, 10 мл смеси толуола с бутилацетатом, закрывают

притертой пробкой колбу (или воронку) и встряхивают в течение 2 мин. После

разделения органический слой сливают в кюветы для колориметрирования.

Построение градуировочного графика.

Приготовление реактивов велось по методике. Взяли 1,0; 2,0; 3,0; 4,0;

5,0 мл стандартного раствора Г. Фотометрировали на длине волны 540 нм в

кюветах 5 мм. Данные приведены в таблице 2.5.4.

Таблица 2.5.4.

Зависимость оптической плотности растворов от концентрации галлия

|M, мкг |2 |4 |6 |8 |10 |

|D1 |0,09 |0,13 |0,19 |0,26 |0,27 |

|D2 |0,10 |0,14 |0,18 |0,26 |0,30 |

|D3 |0,11 |0,14 |0,18 |0,23 |0,29 |

Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших

квадратов. Получено уравнение регрессии:

y=3,7(10-2+2,5(10-2x

rт=0,878, rр=0,983

a=3,7(10-2(5,7(10-2

b=2,5(10-2(8,6(10-3

Рисунок 2.5.4.

Градуировочный график поглощения растворов галлия

2.5.5. Методика определения кремния [43].

При растворении плава в соляной кислоте выделяется кремниевая кислота:

Na2SiO3+2HCl(2NaCl+H2SiO3(

Некоторая часть образовавшейся кремниевой кислоты остается в растворе в

виде гидрозоля. Чтобы перевести ее полностью в осадок, раствор плава

выпаривают и оcтаток от выпаривания высушивают, при этом золь кремниевой

кислоты переходит в гель. При прокаливании до 1000(C кремнекислота теряет

воду, превращаясь в кремниевый ангидрид:

H2SiO3[pic]SiO2+H2O(

Выполнение определения.

Раствор в фарфоровой чашке после выщелачивания плава разбавляют 10%-ным

раствором соляной кислоты до объема 150 мл и выпаривают досуха на водяной

бане (избегать разбрызгивания). Затем добавляют 10 мл соляной кислоты (пл.

1,19) и снова выпаривают на водяной бане досуха. После этого сухой остаток

сушат 1 ч в сушильном шкафу при температуре 120(C. Более эффективна сушка

на водяной бане до полного удаления запаха HCl с последующим прокаливанием

в течение 2 ч.

Содержимое чашки охлаждают и осторожно смачивают 15 мл HCl (пл. 1,19),

прибавляя ее по каплям. Покрывают чашку часовым стеклом и оставляют стоять

10 мин. После этого содержимое чашки обрабатывают 70-80 мл горячей

дистиллированной воды, дают стоять 10 мин на кипящей водяной бане и

отстоявшийся раствор фильтруют через фильтр с красной лентой, не перенося

осадка на фильтр. Осадок в чашке промывают горячей водой, вначале

декантацией, затем переносят его на фильтр и промывают его на фильтре до

исчезновения реакции на хлор с азотнокислым серебром в промывных водах.

Для удаления невидимых на белом фоне чашки оставшихся крупинок

кремнекислоты чашку протирают маленьким кусочком фильтровальной бумаги,

который присоединяют к осадку (№1) на фильтре. Фильтрат количественно

переносят в ту же чашку, в которой проводилось выпаривание, и вторично

выпаривают досуха и до удаления запаха HCl. После охлаждения сухой остаток

в чашке смачивают по каплям соляной кислотой (пл. 1,19) в количестве 5-

7 мл, накрывают часовым стеклом и оставляют стоять 10 мин. Затем содержимое

чашки обрабатывают 30 мл горячей дистиллированной воды и дают стоять 10 мин

на кипящей водяной бане и далее поступают так же, как и в первый раз:

отфильтровывают, промывают и т. д.

Вторичной обработкой фильтрата достигают более полного перевода золя

кремнекислоты в осадок. Фильтрат №1 сохраняют для дальнейшего анализа, а

осадок №2 на фильтре присоединяют вместе с фильтром к ранее выделенному

осадку №1 кремнекислоты.

Общий осадок кремнекислоты вместе с фильтрами озоляют вначале при

низкой температуре во взвешенном и прокаленном платиновом или фарфоровом

тигле на пламени газовой горелки, помещая тигель на асбестовую сетку, затем

на голом огне, постепенно увеличивая пламя. Под конец прокаливают до

постоянной массы в муфельной печи (в течение 30-50 мин при t=1000-1100(C).

Весовая форма SiO2 белого цвета.

2.5.6. Выполнение сплавления и растворения навески силиката

(золы) [43]

Для сплавления навеску испытуемого материала (золы) в количестве 0,5-

1,0 г отвешивают в фарфоровом тигле с точностью до 0,0002 г. К навеске

добавляют 4-6 г безводной соды, хорошо растертой в фарфоровой ступке.

Величина фарфорового тигля должна быть такой, чтобы он не более чем

наполовину был заполнен порошком. Содержимое тигля осторожно и тщательно

перемешивают маленьким шпателем, затем смесь сверху засыпают 1-2 г чистой

соды.

После этого тигель вносят в разогретую до 200-300(C муфельную печь и

медленно нагревают до 800-900(C в течение 30-40 мин. Затем при данной

температуре выдерживают 1,5 ч. После охлаждения тигля плав переносят в

фарфоровую чашку емкостью 200-250 мл и растворяют в 30-40 мл HCl (1:1).

Тигель несколько раз ополаскивают раствором HCl (1:1), сливая раствор в

фарфоровую чашку. Раствор в фарфоровой чашке после выщелачивания сплава

выпаривают досуха, избегая разбрызгивания. Затем добавляют 10 мл соляной

кислоты (пл. 1,19) и снова выпаривают досуха.

Содержимое чашки охлаждают и осторожно смачивают небольшим количеством

HCl (1:1). Оставляют стоять 10 мин, нагревают и отстоявшийся раствор

фильтруют, не перенося осадка на фильтр. Осадок в чашке промывают раствором

HCl (1:1), вначале декантацией, затем переносят его на фильтр и промывают

на фильтре. Полученный раствор анализируют.

2.6. Методики эксперимента

2.6.1. Методика обескремнивания

В стеклянный термостойкий стакан вместимостью 1000 мл помещается 800 мл

щелочного раствора концентрацией 200 г/л. Раствор термостатируется до 80(C.

Затем в стакан помещается 160 г золы и включается механическая мешалка.

Время обескремнивания 3 часа.

2.6.2. Методика щелочной и кислотной обработки

Обработка золы проводится в термостойком стакане вместимостью 250 мл.

Предварительно раствор едкого натра или серной кислоты термостатируется до

необходимой температуры. Затем помещается зола и включается механическая

мешалка.

2.6.3. Методика электрохимического выщелачивания

Для исследования была собрана электрохимическая ячейка:

В электрохимическую ячейку помещается серная кислота или раствор едкого

натра объемом 200-250 мл и концентрацией 100-400 г/л и, при необходимости,

термостатируется. После этого в ячейку помещается навеска (20-25 г)

обескремненной золы, включается механическая мешалка и электролизер. Сила

тока задается в пределах 1-10 А.

3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Отработка методики анализа на содержание ванадия

Ванадий определялся по методике ГОСТ 10364-90. Она предусмотрена для

определения ванадия (V). Но в наших опытах при электролизе

ванадийсодержащих растворов ванадий может перейти в более низкую степень

окисления (III, IV). Поэтому нами предварительно отрабатывалась методика

окисления ванадия.

Опыты проводились с модельными растворами NH4VO3, которые готовились

следующим образом. Навеска NH4VO3 массой 0,5740 г растворялась в растворе

H2SO4 (1:1), и определялось содержание ванадия по методике. Оно составило

50,9(5,8 мг/л (статистическая обработка в приложении 1).

Затем этот раствор восстанавливали цинком при кипячении в течение 0,5 ч

до V(II) фиолетовой окраски. Анализ показал содержание ванадия

32,5(1,6 мг/л, что дает заниженные результаты.

Для окисления V(II) до V(V) использовалась концентрированная азотная

кислота в расчете 5 мл HNO3 на 100 мл раствора. Анализ окисленного раствора

по методике показал значение 49,9(2,3 мг/л.

Таким образом, предварительное окисление аликвоты азотной кислотой

позволяет определить истинное содержание ванадия в растворе.

3.2. Поведение галлия и ванадия при выщелачивании

Предварительными исследованиями было показано, что обработка золы ТЭЦ

раствором щелочи 200 г/л при температуре 80(C и времени выщелачивания 2 ч

приводит к извлечению 49,7% кремния, 5,5% алюминия и 5,6% ванадия. То есть

такая обработка приводит к концентрированию металлов в зольном остатке.

Удаление аморфной части SiO2, частичное разрушение частиц золы должно

обеспечить более эффективное извлечение галлия и ванадия из золы. Таким

образом обработанная зола использовалась в последующих опытах.

3.2.1. Исследование влияния температуры и добавки NaCl на эффективность

выщелачивания галлия, ванадия, железа и алюминия в сернокислой среде

Исследование проводилось при условиях:

. концентрация H2SO4 200 г/л;

. время обработки 2 ч;

. Т:Ж=1:5 (40 г золы и 200 мл серной кислоты).

Анализ на содержание элементов в растворе проводился по методикам

2.5.1 – 2.5.4. Степень извлечения металлов рассчитывалась исходя из их

содержания в спеке обескремненной золы, %: Ga – 0,0036; V – 0,033; Fe –

5,77; Al – 17,9 (см. 2.5.6.). Данные приведены в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2.1.

Полнота выщелачивания Ga, V, Fe и Al в серной кислоте

|Темпе-|NaCl,|Ga |V |Fe |Al |

|ратура|г/л | | | | |

|, (C | | | | | |

| | |m, мг |(, %|m, мг |(, % |m, г |(, %|m, г |(, %|

|55 |- |0,09(0,|6,1 |0,81(0,1|4,6 |0,66(0,0|36,8|0,78(0,0|17,7|

| | |02 | |1 | |2 | |5 | |

|70 |- |0,14(0,|9,6 |1,09(0,1|6,2 |0,85(0,0|47,2|0,89(0,0|20,2|

| | |04 | |5 | |3 | |6 | |

|90 |- |0,23(0,|16,3|1,06(0,1|6,0 |1,09(0,0|60,4|1,04(0,0|23,6|

| | |06 | |5 | |4 | |6 | |

|85 |5 |0,37(0,|25,6|1,02(0,1|5,8 |1,28(0,0|71,1|1,03(0,0|23,4|

| | |10 | |4 | |5 | |6 | |

|85 |50 |0,35(0,|24,0|1,23(0,1|7,0 |1,44(0,0|79,8|0,92(0,0|20,8|

| | |10 | |7 | |5 | |6 | |

Статистическая обработка результатов в приложении 2.

Из таблицы 3.2.1. видно, что кислотное выщелачивание не приводит к

эффективному извлечению галлия и ванадия из золы-уноса ТЭЦ. Повышение

температуры и введение добавки NaCl увеличивает извлечение галлия в 2,7 и 4

раза соответственно. Но полнота извлечения галлия недостаточна. Можно

отметить значительную степень извлечения железа серной кислотой, которая

при температуре 80(C и в присутствии NaCl концентрацией 50 г/л достигает

79,8%, что может быть использовано при разработке технологической схемы

комплексной переработки золы.

3.2.2. Исследование эффективности выщелачивания галлия, ванадия, железа и

алюминия щелочными растворами с добавкой NaCl

Обработка обескремненной золы в щелочной среде проводилась в условиях:

. концентрация щелочи 200 г/л;

. температура 80(C;

. время обработки 2 ч;

. Т:Ж=1:5 (40 г золы и 200 мл щелочи).

Полученные данные приведены в таблице 3.2.2.

Таблица 3.2.2.

Извлечение Ga, V, Fe и Al при щелочной обработке

|NaCl, |Ga |V |Fe |Al |

|г/л | | | | |

| |m, мг |(, % |m, мг |(, % |m, мг |(, % |m, мг |(, % |

|- |0,81(0,0|56,3 |2,1(0,4 |12,1 |23,4(1,0|1,3 |339(11 |7,7 |

| |9 | | | | | | | |

|5 |0,79(0,0|55,1 |1,2(0,2 |7,0 |12,4(0,5|0,7 |66(2 |1,5 |

| |9 | | | | | | | |

|50 |0,80(0,0|56,0 |1,8(0,3 |10,2 |7,9(0,3 |0,4 |53(2 |1,2 |

| |9 | | | | | | | |

Статистическая обработка результатов в приложении 3.

Из таблицы 3.2.2. следует, что при обработке щелочью железо и алюминий

выщелачиваются незначительно; ванадий выщелачивается на 12%, что в 2 раза

больше, чем в кислоте, но также недостаточно. Довольно эффективно в

щелочной среде переходит в раствор из золы галлий, более чем наполовину.

Введение добавки NaCl уменьшает степень извлечения ванадия и алюминия и

практически не сказывается на степени извлечения галлия и железа.

3.2.3. Исследование влияния концентрации щелочи, температуры и времени

выщелачивания на полноту извлечения галлия

В связи с тем, что в щелочной среде галлий выщелачивается эффективно,

было изучено влияние на степень извлечения галлия из необработанной золы

таких факторов, как концентрация щелочи, температура и время выщелачивания

(таблица 3.2.3.1.). Было проведено математическое планирование эксперимента

и составлен план 23 (таблица 3.2.3.2.). Степень извлечения галлия

рассчитывалась исходя из его содержания в спеке необескремненной золы:

0,0035%.

Таблица 3.2.3.1.

Факторное пространство

|I |Температура (X1), (C |70 |20 |2 |

|II |Концентрация щелочи (X2), |250 |150 |5 |

| |г/л | | | |

|III|Время выщелачивания (X3), |2,5 |1,5 |0,1 |

| |ч | | | |

Таблица 3.2.3.2.

План эксперимента и полученные результаты

| | |г/л |(X3), ч | | |

|1 |90 (+) |400 (+) |4 (+) |306(32 |47,8 |

|2 |50 (-) |400 (+) |4 (+) |146(17 |22,8 |

|3 |90 (+) |100 (-) |4 (+) |36,3(6,6 |5,6 |

|4 |50 (-) |100 (-) |4 (+) |15,1(2,8 |2,4 |

|5 |90 (+) |400 (+) |1 (-) |214(24 |33,4 |

|6 |50 (-) |400 (+) |1 (-) |76,4(10,1 |11,8 |

|7 |90 (+) |100 (-) |1 (-) |24,1(2,8 |3,8 |

|8 |50 (-) |100 (-) |1 (-) |11,2(1,2 |1,8 |

Статистическая обработка результатов в приложении 4.

Получено уравнение регрессии:

(Ga, %=16,2+6,5(X1+12,8(X2+3,5(X3+5,2(X1(X2+2,9(X2(X3

Таким образом, из полученных коэффициентов уравнения регрессии можно

сделать следующие выводы. Наибольшее влияние на степень извлечения галлия

оказывает концентрация щелочи, меньшее – температура и время выщелачивания.

При этом совместное влияние температуры и концентрации щелочи значительнее,

чем сочетание концентрации и времени выщелачивания.

Для изучения влияния времени на насыщаемость раствора галлием при

обработке обескремненной золы щелочным раствором нами были выбраны

следующие условия:

. концентрация щелочи 200 г/л;

. температура 80(C;

. Т:Ж=1:5 (20 г золы и 100 мл щелочи).

Полученные результаты приведены в таблице 3.2.3.3.

Таблица 3.2.3.3.

Зависимость степени извлечения галлия от времени

|Время выщелачивания, |Количество извлеченного |Степень извлечения (,|

|ч |галлия, мг | |

| | |% |

|1 |0,35(0,06 |48,6 |

|2 |0,41(0,05 |56,3 |

|3 |0,43(0,09 |60,2 |

|4 |0,48(0,06 |66,9 |

Статистическая обработка результатов в приложении 5.

Рисунок 3.2.3.

Зависимость степени извлечения галлия от времени

Из таблицы 3.2.3.3 и рисунка 3.2.3. видно, что зависимость

прямолинейная и максимум извлечения за 4 часа не достигнут. При этом за

первый час в раствор переходит почти половина галлия.

3.2.4. Исследование возможности полного извлечения галлия при

многостадийной обработке золы

Для того чтобы интенсифицировать процесс выщелачивания галлия,

обескремненная зола последовательно обрабатывалась свежими растворами

щелочи в 3 стадии по одному часу.

Исследование проводилось в условиях:

. концентрация щелочи 200 г/л;

. температура 80(C;

. Т:Ж=1:5 (20 г золы и 100 мл щелочи).

Данные приведены в таблице 3.2.4.

Таблица 3.2.4.

Полнота извлечения галлия при многократной обработке растворами щелочи

| |ч |галлия, мг |% |

|I |3 |1,25(0,14 |63,5 |

|II |1 |1,61(0,17 |81,7 |

|III |1 |1,85(0,18 |94,1 |

|IV |1 |1,93(0,21 |98,2 |

Статистическая обработка результатов в приложении 6.

Таким образом, при многократной обработке обескремненной золы галлий

извлекается практически полностью.

3.3. Электрохимическое выщелачивание ванадия

Поскольку в предыдущих опытах не была достигнута достаточная степень

извлечения ванадия в раствор, нами исследовалось электрохимическое

выщелачивание в кислой и щелочной средах (см. 2.6.3.).

3.3.1. Электровыщелачивание в кислой среде

Исследования проводились в условиях:

. концентрация H2SO4 100 г/л;

. температура 20(C;

. время электролиза 2 ч;

. отношение Т:Ж=1:10 (20 г золы и 200 мл кислоты);

. титановый катод и свинцовый анод.

Полученные данные приведены в таблице 3.3.1.

Таблица 3.3.1.

Зависимость полноты извлечения металлов от плотности тока

|Условия опыта |V |Fe |Al |

| |m, мг |(, % |m, г |(, % |m, г |(, % |

|Sk=41 см2 |0,26(0,04 |3,9 |0,30(0,02 |25,7 |0,32(0,04 |8,9 |

|I=1 A | | | | | | |

|I=2 A |0,38(0,06 |5,8 |0,33(0,03 |29,0 |0,37(0,04 |10,2 |

|I=5 A |0,73(0,11 |11,0 |0,39(0,03 |33,8 |0,40(0,05 |11,3 |

|I=10 A |0,77(0,11 |11,7 |0,59(0,05 |51,5 |0,45(0,05 |12,7 |

Статистическая обработка результатов в приложении 7.

Из таблицы 3.3.1. следует, что повышение плотности тока с 24,4 до

244 mA/см2 увеличивает степень извлечения железа на 25%, алюминия – на 4%,

ванадия – на 8%, что все же недостаточно.

3.3.2. Электровыщелачивание в щелочной среде

Было исследовано влияние температуры на электровыщелачивание ванадия в

щелочной раствор. Исследование проводилось при условиях:

. концентрация щелочи 200 г/л;

. время обработки 1 ч;

. отношение Т:Ж=1:10 (25 г золы и 250 мл щелочи);

. титановые катод и анод;

. i=25 mA/см2.

Полученные данные приведены в таблице 3.3.2.

Таблица 3.3.2.

Зависимость содержания ванадия в растворе электровыщелачивания от

температуры

|t, (C |mV, мг |(V, % |

|20 |0,67(0,15 |8,1 |

|85 |1,05(0,23 |12,7 |

Из анализа таблиц 3.3.1. и 3.3.2. можно заключить, что как в кислой,

так и в щелочной средах в исследованных условиях не наблюдается увеличения

степени извлечения ванадия. Поэтому поиски по извлечению ванадия должны

быть продолжены.

ВЫВОДЫ

1. Показано, что галлий может быть полностью извлечен из золы-уноса ТЭЦ

четырехкратной обработкой раствором щелочи концентрацией 200 г/л при

t=80(C и Т:Ж=1:10.

2. Извлечение ванадия из золы-уноса ТЭЦ растворами кислоты и щелочи в

исследованных условиях составляет 11-12%.

3. Добавка NaCl при кислотном выщелачивании позволяет извлечь в раствор

79,8% железа и 24% галлия.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дымов А.М., Савостин А.П. Аналитическая химия галлия. – М.: Наука, 1968.

– С. 5-9, 131-134.

2. Иванова Р.В. Химия и технология галлия. – М.: Металлургия, 1973. – С. 5-

9, 131-134.

3. Еремин Н.И. Галлий. – М.: Металлургия, 1964.

4. Меерсон Г.А., Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. – М.:

Металлургииздат, 1955. – С. 495-501.

5. Beja M. Chimie et Industrie, 67, I, 1952, 45-55, цит. по [4].

6. Резник П.А., Иванова Р.В. Сборник научных трудов Гиредмета, 1, 238, 258

(1959).

7. Резник П.А., Миронова З.М. Цветные металлы, 12, 60 (1940).

8. Яценко С.П., Деменев Н.В. Журнал неорганической химии, 4, 869 (1959).

9. Хасиева С.А., Зеликман А.Н., Иванова Р.В. Азербайджанский химический

журнал, №5, 109 (1964).

10. Еремин Н.И., Гуськов В.М. Журнал прикладной химии, 33, 157 (1960).

11. Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 35, 295 (1962).

12. Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР,

1964. – Т. 9. – С. 121-129.

13. Шалавина Е.Л., Гусарова Т.Д. Труды института металлургии АН КазССР,

1965. – Т. 12. – С. 52-57.

14. Химия и технология редких и рассеяных элементов. Ч. I. /Под ред. К.А.

Большакова. – М.: Высшая школа, 1976. – С. 245-276.

15. Gastinger E. Berg-und Huttenmannische Monatshefte, 99, I, 1954, 13,

цит. по [4].

16. Нижник А.Т., Шехтер З.В. Журнал прикладной химии, 37, 742 (1964).

17. Morgan G.J. Chem. Soc., 1935, p.556, цит. по [2].

18. Кострикин В.М., Иванов-Эмин Б.Н. Журнал прикладной химии, 13, №10

(1940).

19. Janagari M.J. Coal Research Inst. (Japan), 1956, v. 7, p. 129-138, цит.

по [2].

20. Schreiter W. Chem. Techn., 1954, Bd 3, s. 141-143, цит. по [2].

21. Еремин Н.И. Изв. вузов. Цветная металлургия. 1960. Т. 2. С. 108.

22. Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №3.

С. 36-38.

23. Абишева З.С., Блайда И.А., Пономарева Е.И. Цветные металлы. 1994. №2.

С. 42-44.

24. Людоговский Г.И. Требования промышленности к качеству минерального

сырья. Ванадий. Госгеолтехиздат, 1960.

25. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. III. /Под ред.

К.А. Большакова. – М.: Высшая школа, 1976. – С. 16-36.

26. Ежовска-Тршебятовска Б., Копач С., Микульский Т. Редкие элементы. – М.:

Мир, 1979. – С. 297-300.

27. Амирова С.А., Печковский В.В. и др. Журнал прикладной химии, 36, №5,

936 (1963).

28. Veres J. Acta techn. Acad. scient. hung., 41, №3-4 (1962), цит. по

[25].

29. Винаров И.В., Янкелевич Р.Г. Украинский химический журнал, 30, №5, 524

(1964).

30. Кунаев А.М. Пиро-гидрометаллургические способы переработки ванадиевого

сырья Казахстана. – Алма-Ата: Наука, 1971. – С. 17-21.

31. Основы металлургии. Т. IV. Редкие металлы. /Отв. ред. Грейвер Н.С. и

др. – М.: Металлургиздат, 1967.

32. Ростокер У. Металлургия ванадия. – М.: ИЛ., 1959. – С. 9.

33. Izumi Tsuboi, Shigetami Kasai, Takuya Yamamoto, Isao Komasawa, Eiichi

Kunugita. Извлечение редких металлов из летучей угольной золы // Int.

Solv. Extr. Conf., 1990 (ISEC’90), Kyoto, July 16-21, 1990:

Abstr.–[Kyoto], 1990. – С. 215. – Англ., цит. по РЖХим 8Л52, 1991.

34. Schemel Roberto, Rodriguez Domingo, Salazar Ramon. Выщелачивание и

извлечение ванадия из ванадийсодержащих отходов //Пат. 4539186, США.

Заявл. 15.03.84 №589951, опубл. 3.09.85. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423/62,

цит. по РЖХим 12Л121, 1986.

35. Каваёси Яцухиро. Извлечение ванадия // Заявка 60-161339, Япония. Заявл.

30.01.84, №59-13332, опубл. 23.08.85. МКИ С 01 G 31/00, С 22 В 34/22,

цит. по РЖХим 13Л126, 1986.

36. Патент №4798709, США, опубл. 17.01.89. МКИ С 01 G 31/00, НКИ 423-63.

Способ обработки золы-уноса.

37. Поляков А.Ю. Основы металлургии ванадия. – М.: Металлургиздат, 1959.

38. Слотвинский-Сидак Н.Г., Потапов И.В. Изв. вузов. Цветная металлургия.

1962. №3. С.100-107.

39. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. – М.: Химия,

1984. – С. 111.

40. ГОСТ 18165-81. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации

алюминия. – М., 1981.

41. ГОСТ 10364-90. Нефть и нефтепродукты. Метод определения ванадия. – М.,

1990.

42. ГОСТ 12711-77. Твердое топливо. Метод определения массовой доли галлия.

– М., 1977.

43. Годовская К.И., Рябина Л.В., Новиков Е.Ю., Гернер М.М. Технический

анализ. – М.: Высшая школа, 1967. – С. 386-387.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Статистическая обработка результатов определения ванадия в модельном

растворе

| |Концентрация |C1 |C2 |C3 |C4 |C5 |C6 |

|I |в исходном |52,5 |40,5 |49,9 |56,3 |51,6 |54,6 |

| |мг/л | | | | | | |

|II |после |31,0 |32,6 |23,5 |31,8 |34,5 |32,4 |

| |мг/л | | | | | | |

|III|в окисленном |51,9 |51,8 |48,3 |49,5 |32,0 |48,2 |

| |мг/л | | | | | | |

Статистические характеристики выборок:

P=0,95

| |I |II |III |

|N |6 |5 |5 |

|Xср |50,9 |32,5 |49,9 |

|D |31,01 |1,69 |3,30 |

|S |5,57 |1,30 |1,82 |

|S[pic] |2,27 |0,58 |0,81 |

|Sr |0,11 |0,04 |0,04 |

|W, % |10,9 |4,0 |3,6 |

|tст |2,57 |2,78 |2,78 |

|Полуширина |5,8 |1,6 |2,3 |

|Границы |45,1 – 56,7 |30,8 – 34,1 |47,7 – 52,2 |

Приложение 2

Статистическая обработка результатов анализа на галлий, ванадий, железо,

алюминий в растворе выщелачивания при температуре 55(C

|Количество |m1 |m2 |m3 |

|Ga, мг |0,09 |0,10 |0,08 |

|V, мг |0,85 |0,76 |0,82 |

|Fe, г |0,65 |0,67 |0,66 |

|Al, г |0,80 |0,76 |0,79 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

| |Ga |V |Fe |Al |

|Xср |0,09 |0,81 |0,66 |0,78 |

|D |0,0001 |0,002 |0,0001 |0,0004 |

|S |0,01 |0,05 |0,01 |0,02 |

|S[pic] |0,006 |0,03 |0,006 |0,01 |

|Sr |0,111 |0,057 |0,015 |0,027 |

|W, % |11,1 |5,7 |1,5 |2,7 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |

|полуширина |0,02 |0,11 |0,02 |0,05 |

|границы |0,07 – 0,11 |0,70 – 0,92 |0,64 – 0,68 |0,73 – 0,84 |

Приложение 3

Статистическая обработка результатов анализа на галлий, ванадий, железо,

алюминий в растворе щелочной обработки

|Количество |m1 |m2 |m3 |

|Ga, мг |0,81 |0,84 |0,77 |

|V, мг |2,1 |1,9 |2,2 |

|Fe, мг |23,9 |23,1 |23,3 |

|Al, мг |344 |338 |335 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

| |Ga |V |Fe |Al |

|Xср |0,81 |2,1 |23,4 |339 |

|D |0,001 |0,02 |0,17 |21,0 |

|S |0,04 |0,15 |0,42 |4,58 |

|S[pic] |0,02 |0,09 |0,24 |2,65 |

|Sr |0,04 |0,07 |0,02 |0,01 |

|W, % |4,35 |7,39 |1,78 |1,35 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |

|полуширина |0,09 |0,4 |1,0 |11 |

|границы |0,72 – 0,89 |1,7 – 2,4 |22,4 – 24,5 |328 – 350 |

Приложение 4

Статистическая обработка результатов планирования

|№ опыта |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |

|m1 |292 |153 |35,8 |13,8 |212 |72,4 |23,8 |10,8 |

|m2 |318 |139 |39,2 |15,9 |206 |76,2 |25,4 |11,7 |

|m3 |307 |145 |34,0 |15,5 |225 |80,5 |23,2 |11,0 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

|№ опыта |1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |

|Xср |306 |146 |36,3 |15,1 |214 |76,4 |24,1 |11,2 |

|D |170 |49,3 |6,97 |1,24 |94,3 |16,4 |1,29 |0,22 |

|S |13,1 |7,02 |2,64 |1,12 |9,71 |4,05 |1,14 |0,47 |

|S[pic] |7,54 |4,06 |1,52 |0,64 |5,61 |2,34 |0,66 |0,27 |

|Sr |0,04 |0,05 |0,07 |0,07 |0,04 |0,05 |0,05 |0,04 |

|W, % |4,27 |4,82 |7,27 |7,40 |4,53 |5,31 |4,71 |4,23 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |

|полуширина |32 |17 |6,6 |2,8 |24 |10,1 |2,8 |1,2 |

|границы |273 – |128 – |29,8 – |12,3 – |190 – |66,3 –|21,3 –|10,0 –|

|доверительног|338 |163 |42,9 |17,8 |238 |86,4 |26,9 |12,3 |

Приложение 5

Статистическая обработка результатов анализа на галлий в растворах

выщелачивания

|(, ч |1 |2 |3 |4 |

|m1 |0,35 |0,40 |0,43 |0,45 |

|m2 |0,38 |0,43 |0,47 |0,50 |

|m3 |0,33 |0,39 |0,40 |0,48 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

|(, ч |1 |2 |3 |4 |

|Xср |0,35 |0,41 |0,43 |0,48 |

|D |0,0006 |0,0004 |0,001 |0,0006 |

|S |0,03 |0,02 |0,04 |0,03 |

|S[pic] |0,01 |0,01 |0,02 |0,01 |

|Sr |0,07 |0,05 |0,08 |0,05 |

|W, % |7,12 |5,12 |8,10 |5,28 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |

|полуширина |0,06 |0,05 |0,09 |0,06 |

|границы доверительного|0,29 – |0,36 – |0,35 – |0,41 – |

|интервала |0,41 |0,46 |0,52 |0,54 |

Приложение 6

Статистическая обработка результатов анализа на галлий при многократной

обработке растворами щелочи

|стадия |I |II |III |IV |

|m1 |1,27 |1,63 |1,84 |1,95 |

|m2 |1,19 |1,54 |1,93 |2,01 |

|m3 |1,30 |1,67 |1,79 |1,84 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

|Стадия |I |II |III |IV |

|Xср |1,25 |1,61 |1,85 |1,93 |

|D |0,003 |0,004 |0,005 |0,007 |

|S |0,06 |0,07 |0,07 |0,09 |

|S[pic] |0,03 |0,04 |0,04 |0,05 |

|Sr |0,04 |0,04 |0,04 |0,04 |

|W, % |4,54 |4,13 |3,83 |4,46 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |4,30 |

|Полуширина |0,14 |0,17 |0,18 |0,21 |

|границы доверительного|1,11 – |1,45 – |1,68 – |1,72 – |

|интервала |1,39 |1,78 |2,03 |2,15 |

Приложение 7

Статистическая обработка результатов анализа на ванадий, железо и алюминий

в растворах электровыщелачивания

|Количество |m1 |m2 |m3 |

|V, мг |0,26 |0,24 |0,27 |

|Fe, г |0,30 |0,29 |0,31 |

|Al, г |0,33 |0,30 |0,32 |

Статистические характеристики выборок:

N=3

P=0,95

Грубых промахов по Q-тесту не обнаружено.

| |V |Fe |Al |

|Xср |0,26 |0,30 |0,32 |

|D |0,0002 |0,0001 |0,0002 |

|S |0,02 |0,01 |0,02 |

|S[pic] |0,009 |0,006 |0,009 |

|Sr |0,06 |0,03 |0,05 |

|W, % |5,95 |3,33 |4,82 |

|tст |4,30 |4,30 |4,30 |

|полуширина |0,04 |0,02 |0,04 |

|границы |0,22 – 0,29 |0,28 – 0,32 |0,28 – 0,35 |

-----------------------

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,5 1,0 1,5 2,0 С, мкг/мл

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 С,

мкг/мл

2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

С, мкг/мл

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,3

0,2

0,1

2 4 6 8 10

m, мкг

1. Катод

2. Перхлорвиниловая диафрагма

3. Анод

4. Механическая мешалка

5. Химический стакан

(Ga, %

1 2 3

4 (, ч

Страницы: 1, 2