ЗНИЖЕННЯ ТЕХНОГЕННОЇ НАВАНТАЖЕННЯ НА ДОВКІЛЛЯ ЗА РАХУНОК ТЕХНІЧНОГО РІШЕННЯ ПО УТИЛІЗАЦІЇ ЗАЛІЗНОГО КУПОРОСУ

The aim of the study is to reduce the technogenic load on the environment from acidic wastes of titanium production by developing a technology for utilizing iron sulphate  to obtain ferum paste (II, III) of oxides-hydroxides and ammonium sulfate solution as target products. The accumulation of such large-tonnage waste as iron vitriol is one of the environmental problems in the regions where such enterprises are located.Iron sulphate  is 24 % free sulfuric acid. Thanks to biogeochemical processes, solutions of sulfuric acid, penetrating through groundwater, reach large areas of land. As a result, the structure of the soil changes. Contamination occurs with titanium and chromium ions, which are part of the waste. As a result of favorable meteorological conditions, it spreads in the form of acid rain over long distances and damages ecosystems. This article is devoted to the problem of formation, accumulation and disposal of chemical waste. A radical solution for the utilization of accumulated iron sulphate  has been proposed. The main physical and chemical processes of the developed technology are revealed. The processes of ammonolysis, oxidation and formation of a suspension, as well as filtration of the precipitate were studied. It was found that the resulting precipitate is magnetite. Obtaining this magnetite allows it to be used in the steel industry.Целью исследования является снижение техногенной нагрузки на окружающую среду от кислотных отходов титанового производства путем разработки технологии утилизации железного купороса с получением в качестве целевых продуктов пасты ферум (II, III) оксидов-гидроксидов и раствора аммоний сульфата. Накопление таких многотоннажных отходов как железный купорос относится к ряду экологических проблем в регионах, где расположены такого рода предприятия. Железный купорос на 24 % состоит из свободной серной кислоты. Благодаря биогеохимическим процессам растворы серной кислоты, проникая в подземные воды, попадают на большие площади суши. В результате меняется структура почвы. Происходит загрязнение ионами титана и хрома, которые являются частью отходов. В результате благоприятных метеорологических условий загрязнения распространяются в виде кислотных дождей на большие расстояния и наносят ущерб экосистемам. Эта статья посвящена проблеме образования, накопления и обезвреживания химических отходов. Предложено радикальное решение для утилизации накопленного железного купороса. Выявлены основные физико-химические процессы разработанной технологии. Изучены процессы аммонолиза, окисления и образования суспензии, а также фильтрации осадка. Установлено, что полученный осадок представляет собой магнетит. Получение этого магнетита позволяет использовать его в сталелитейной промышленности. Полученный магнетит может быть использован в сталелитейной промышленности.Метою дослідження є зниження техногенного навантаження на навколишнє середовище від кислотних відходів титанового виробництва шляхом розробки технології утилізації залізного купоросу з отриманням в якості цільових продуктів пасти ферум (ІІ, III) оксидів-гідроксидів і розчину амоній сульфату. Накопичення таких багатотоннажних відходів, як залізний купорос, відноситься до ряду екологічних проблем у регіонах, де розташовані такого роду підприємства. Залізний купорос на 24 % складається з вільної сульфатної кислоти.  Завдяки біогеохімічним процесам розчини сульфатної кислоти, проникаючи у підземні води, потрапляють на великі площі суші. Внаслідок чого змінюється структура ґрунтів. Відбувається їх забруднення  іонами Титану і Хрому, які є частиною відходів. У результаті сприятливих метеорологічних умов забруднення поширюються у вигляді кислотних дощів на великі відстані та завдають шкоди екосистемам. Ця стаття присвячена проблемі утворення, накопичення і знешкодження хімічних відходів. Запропоновано радикальне рішення для утилізації накопиченого залізного купоросу. Визначені основні фізико-хімічні процеси розробленої технології. Вивчено процеси амонолізу, окиснення і утворення суспензії, а також фільтрації осаду. Встановлено, що отриманий осад являє собою магнетит. Отримання цього магнетиту дозволяє використовувати його в сталеливарній промисловості. Отриманий магнетит може бути використаний у сталеливарній промисловості.

ОПТИЧНИЙ П'ЄЗОМЕТР ТА ПРЕЦИЗІЙНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ ПРИ ТИСКАХ ВІД 0 ДО 1000 МПА

The purpose of the research is to create an optical piezometer and a working chamber of a high-pressure apparatus for spectral studies of food products (liquid and viscous plastic) in situ; to obtain indicators of compression and spectral (optical) properties of food products of animal and plant origin with precision at pressures from 0 to 1000 MPa. Methods. The developed optical piezometer is based on the Michelson principle of interferometer. Changes in the volume of the studied food samples under pressure are recorded when the concentrically located interference rings from the laser module change. The precision of pressure recording is provided by measuring the change in the position of a more intense R2, the line of the luminescence spectrum of a ruby located in the working chamber, when the pressure changes. Result. For the first time, the design of the high-pressure working chamber allows obtaining in situ experimental data on changes in the compressive parameters (absolute and relative volume, density, volume modulus of compression, isothermal compression coefficient) of solid, viscoplastic and liquid food products with precision. The accuracy of measuring the change in the volume of the studied samples is not less than 0.0003 mm3. To obtain the spectral characteristics of food products in situ, the windows of the working chamber are composed of NaCl, a ruby crystal, and protective plates made of sapphire crystals. The test sample is in a developed hydrostatic cuvette installed in a high-pressure chamber and consisting of a fluoroplastic glass, sodium chloride plates and a ruby plate 0.5 mm thick. Conclusions. The research results allow us to reasonably develop high-pressure food processing technologies and design the appropriate technological equipment.Цель исследований – создание оптического пьезометра и рабочей камеры установки высокого давления для спектральных исследований пищевых продуктов (жидких и вязкопластичных) in situ; получение показателей компрессионных и спектральных (оптических) свойств пищевых продуктов животного и растительного происхождения с прецизионной точностью при давлениях от 0 до 1000 МПа. Методы. В основу разработанного оптического пьезометра положен принцип интерферометра Майкельсона. Изменения объема исследуемых образцов пищевых продуктов под действием давления фиксируются при изменении концентрически расположенных интерференционных колец от лазерного модуля. Прецизионная точность регистрации давления обеспечена измерениями изменения положения более интенсивной R2-линии спектра люминесценции рубина, расположенного в рабочей камере, при изменении давления. Результат. Конструкция рабочей камеры высокого давления впервые позволила получать экспериментальные данные in suti об изменении компрессионных показателей (абсолютный и относительный объем, плотность, значение модуля объемного сжатия, изотермический коэффициент сжатия) твердых, вязкопластичных и жидких пищевых продуктов с прецизионной точностью. Точность измерения изменения объема исследуемых образцов не меньше 0.0003 мм3. Для получения спектральных характеристик пищевых продуктов in situ в конструкции рабочей камеры расположены окна, состоящие из NaCl, кристалла рубина и защитных пластин из кристаллов сапфира. Исследуемый образец находится в разработанной гидростатической кювете, установленной в камеру высокого давления, и состоящей из фторопластового стакана, пластин из хлорида натрия и пластинки рубина толщиной 0.5 мм. Выводы. Результаты исследований позволяют обоснованно разрабатывать технологии обработки пищевых продуктов высоким давлением и проектировать соответствующее технологическое оборудование.Мета досліджень – створення оптичного п’єзометра і робочої камери установки високого тиску для спектральних досліджень харчових продуктів (рідких та в’язкопластичних) in situ; отримання показників компресійних та спектральних (оптичних) властивостей харчових продуктів тваринного та рослинного походження з прецизійною точністю при тисках від 0 до 1000 МПa. Методи. В основу розробленого оптичного п’єзометра покладено принцип інтерферометра Майкельсона. Зміни об'єму досліджуваних зразків харчових продуктів під дію тиску фіксуються при зміні концентрично розташованих інтерференційних кілець від лазерного модуля. Прецизійна точність реєстрації тиску забезпечена вимірами зміни положення більш інтенсивної R2-лінії спектра люмінесценції рубіна, розташованого в робочий камері, при зміні тиску. Результат. Конструкція робочої камери високого тиску вперше дозволяє отримувати експериментальні дані in suti про зміну компресійних показників (абсолютний та відносний об'єм, густина), значення модуля об'ємного  стиснення,  ізотермічний  коефіцієнт  стисливості)  твердих,  в’язкоплатичних  та  рідких  харчових продуктів з прецизійною точністю. Точність вимірювання зміни об'єму досліджуваних зразків не нижче 0.0003 мм3. Для отримання спектральних характеристик харчових продуктів in situ в конструкції робочої камери розташовані вікна з NaCl, кристалу рубіну та захисних пластин вікон камери із кристалів сапфіру. Досліджуваний зразок розташовано в розробленій гідростатичній кюветі, яка складається з фторопластового стакана, пластин із хлориду натрію та пластинки рубіну товщиною 0.5 мм та яку встановлено у камеру високого тиску. Висновки. Результати досліджень дозволяють обґрунтовано розробляти технології обробки харчових продуктів високим тиском і проектувати відповідне технологічне обладнання