Свойства комплексонатов металлов, полученных при утилизации гальванических шламов комплексонами
Автор: Ярынкина Елена Анатольевна, Бузаева Мария Владимировна, Давыдова Ольга Александровна, Ваганова Екатерина Сергеевна, Макарова Ирина Алексеевна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Рубрика: Физическая химия
Статья в выпуске: 2 т.12, 2020 года.
Бесплатный доступ
Утилизация гальванических шламов представляет собой приоритетную задачу в плане охраны окружающей среды от загрязнений тяжелыми металлами. Исследованы процессы избирательного действия комплексонов пирокатехина и динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА-Na) по отношению к ионам металлов, содержащихся в гальваническом шламе. На степень извлечения ионов тяжелых металлов из гальванических шламов оказывает влияние строение комплексона: пирокатехин и ЭДТА-Na проявляют селективность по отношению к меди, никелю, хрому, цинку. Степень извлечения ионов металлов повышается при подкислении среды серной кислотой. Подкисление способствует также максимальному отделению осадка от раствора комплексоната. Структура комплексонатов различна: хелатные комплексы с координированным ионом металла в циклах, протонированные комплексы. Структура комплексонатов меди, образованных пирокатехином и ЭДТА-Na, подтверждена методом ЭПР. При обработке суспензии гальванического шлама пирокатехином в спектрах ЭПР фиксируются парамагнитные комплексы меди (ΙΙ) с параметрами: аCu = 7,8 мТл; g = 2,045. Практически одновременно в спектрах ЭПР пирокатехинолятного комплекса зафиксирован еще один сигнал, принадлежащий комплексу меди с меньшей константой расщепления на ядрах меди (аCu = 7,1 мТл) и со значительным сдвигом g-фактора в область низкого поля, g = 2,078. В процессах извлечения ионов металлов их гальваношлама комплексоном ЭДТА-Na зафиксирована суперпозиция сигналов ЭПР. Спектр ЭПР состоит из 5 уширенных компонент СТС: аCu(1) ≈ 6,6; аCu(2) ≈ 5,4 мТл. Значение g1 = 2,078, g2 = 2,043. Предложены структуры комплексонатов металлов с ионом меди. Комплексонаты металлов содержат медь, никель, хром, цинк. В качестве примеси обнаруживаются кальций, железо, следы свинца. Примеси не оказывают влияния на применение комплексонатов в сельском хозяйстве. Оптимизированы параметры процессов утилизации гальванических шламов с применением комплексонов пирокатехина и ЭДТА-Na. Разработана технологическая схема утилизации. Созданы экспериментальные образцы комплексонатов металлов для использования в сельском хозяйстве. При использовании пирокатехина концентрация ионов металлов в полученном растворе составила: медь - 8,0; никель - 5,0; хром - 3,2; цинк - 2,0 мг/л. В случае ЭДТА-Na: медь - 7,8; никель - 4,8; хром - 3,4; цинк - 2,2 мг/л.
Гальванический шлам, тяжелые металлы, комплексоны, комплексонаты, утилизация
Короткий адрес: https://sciup.org/147234232
IDR: 147234232 | DOI: 10.14529/chem200210
Список литературы Свойства комплексонатов металлов, полученных при утилизации гальванических шламов комплексонами
- Елинек, Т.В. Успехи гальванотехники. Обзор мировой литературы за 2015-2016 гг. / Т.В. Елинек // Гальванотехника и обработка поверхности. - 2017. - Т. 25, № 2. - С. 20-28.
- Петрова, Т.П. Химические покрытия / Т.П. Петрова // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - Т. 6, № 11. - С. 57-62.
- Ильин, В.А. Нанотехнологии нанесения кластерных гальванических покрытий / В.А. Ильин // Авиационные материалы и технологии. - 2009. - № 2 (11). - С. 3-7.
- Галлямов, А.Р. Малогабаритное устройство для вневаннового нанесения хром-алмазных покрытий на режущие кромки металлообрабатывающего инструмента / А.Р. Галлямов, И.Д. Иба-туллин, С.Г. Емельянов // Известия Самарского научного центра РАН. - 2014. - Т. 16, № 1(2). -С. 378-381.
- Терешкин, В.А. Гальваническое меднение при производстве печатных плат / В.А. Тереш-кин, Ж.Н. Фантгоф, Л.Н. Григорьева // Технологии в электронной промышленности. - 2005. -№ 1. - С. 16-18.
- Кинетика электроосаждения никеля из растворов различного анионного состава / Ви Тхи Зуен, О.В. Долгих, Н.В. Соцкая, Е.А. Котлярова // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2009. - Т. 11. - № 1. - С. 37-46.
- Утилизация гальваношламов сложного состава / Т.А. Трифонова, Н.В. Селиванова, О.Г. Селиванов и др. // Известия Самарского научного центра РАН. - 2012. - Т. 14, № 5(3). -С. 850-852.
- Рубанов, Ю.К. Утилизация отходов гальванического производства / Ю.К. Рубанов, Ю.Е. Токач // Экология и промышленность России. - 2010. - № 11. - С. 44-45.
- Токач, Ю.Е. Технология переработки отходов гальванического производства / Ю.Е. Токач, Ю.К. Рубанов // Известия вузов. Химия и химическая технология. - 2011. - Т. 54, № 2. - С. 125128.
- Дятлова, Н.М. Комплексоны и комплексонаты металлов / Н.М. Дятлова, В.Я. Темкина, К.И. Попов. - М.: Химия, 1988. - 544 с.
- Дятлова, H.M. Теоретические основы действия комплексонов и их применение в народном хозяйстве и медицине / Н.М. Дятлова // Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. - 1984. - Т. 29, вып. 3. - С. 247-260.
- Васильев, В.П. Комплексоны и комплексонаты / В.П. Васильев // Соросовский образовательный журнал. - 1996. - № 4. - С. 39-44.
- Климов, Е.С. / Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е.С. Климов, М.В. Бузаева. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 201 с.
- Chiari, G. On Metal-Oxygen Coordination. A Statistical Method to Determine Coordination Number / G. Chiari // Acta Cryst. B. - 1990. - Vol. 46, № 6. - P. 717-723.
- Туркина, О С. Применение комплексонатов в овощеводстве / О.С. Туркина // Агрохимический вестник. - 2011. - №1. - С. 24-26.
- Завальцева, О.А. Влияние комплексонатов металлов, селективно извлеченных из гальва-ношламов, на развитие проростков злаковых культур / О.А. Завальцева, М.В. Бузаева, Е.С. Климов // Экология и промышленность России. - 2010. - № 10. - С. 18-20.
- Петриченко, В.Н. Применение регуляторов роста растений нового поколения на овощных культурах / В.Н. Петриченко, С.В. Логинов // Агрохимический вестник. - 2010. - № 2. - С. 24-26.
- Гайсин, И.А. Микроудобрения в современном земледелии // И.А. Гайсин, Р.Н. Сагитова, Р.Р. Хабибуллин // Агрохимический вестник. - 2010. - № 2. - С. 13-14.
- Pierpont, C.G. Unique properties of transition metal quinine complexes of the MQ3 series / C G. Pierpont // Coord. Chem. Rev. - 2001. - Vol. 219-221. - P. 415-433.
- О-хиноновые комплексы алюминия. Синтез и строение / А.В. Пискунов, А.В. Малеева, Г.К. Фукин, Е.В. Баранов // Координационная химия. - 2010. - Т. 36, № 3. - С. 163-171.
- Мартыненко, Л.И. Направленный синтез координационных соединений с заданными свойствами / Л.И. Мартыненко // Координационная химия. - 1996. - Т. 22, № 5. - С. 341-342.
- Полякова, И.Н. Синтез и кристаллическая структура трех смешаннолигандных комплексов меди (II) с нитрилотриуксусной кислотой / И.Н. Полякова, В.С. Сергиенко, А.Л. Позняк // Кристаллография. - 2006. - Т. 51, № 3. - С. 491-495.
- Кутолей, Д.А. Штеменко А.В. Взаимодейстквие комплексоната меди на основе ОЭДФ с некоторыми алифатическими аминами / Д.А. Кутолей, А.В. Штеменко // Вопросы химии и химической технологии. - 2008. - № 2. - С. 125-129.
- Окислительное растворение меди в присутствии о-хинонов с электроноакцепторными заместителями / М.В. Бузаева, В.В. Дубровина, О.А. Давыдова, Е.С. Климов // Журнал прикладной химии. - 2011. - Т. 84, Вып. 5. - С. 863-865. DOI: 10.1134/S1070427211050260.
- Утилизация осадков сточных вод гальванических производств с применением комплексонов / Е.А. Ярынкина, М.В. Бузаева, В.С. Гусарова, Е.С. Климов // Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия». - 2019. - Т. 11, № 2. - С. 28-38.
