Сорбент лігноцелюлозний зі шкаралупи волоського горіха

Nowadays, more and more green materials, raw or modified, are inclined to be explored instead of conventional adsorbents, within concept of Green Chemistry. Ukraine possess a large stock of agricultural waste withal a variety of ecological problems, caused by extensive water pollution by industry. Low-cost by-products from agricultural, household and industrial sectors have been recognized as a sustainable solution for wastewater treatment. They allow achieving the removal of pollutants from wastewater and at same time t oContribute to the waste minimization, recovery and reuse. However, adsorption capacities of raw lignocellulosic materials are relatively low, but they can be dramatically increased by means of thermal, physical or chemical activation. In this paper, a list of novel Ukrainian and Russian walnut shell biosorbent literature has been compiled and discussed. After a brief description of walnut shell and its properties and applications, the paper gives a general overview of producing technologies of lignocellulosic sorbents derived from walnut shell media. One of the main points in chemical activation of lignocellulosic materials are such agents as acidic (e.g. HCl, HNO3, H2SO4, and H3PO4), alkaline (e.g. NaOH and NaHCO3), oxidative (like KMnO4), metal salt (e.g. NaCl, CaCl2, and MgCl2), and organic (e.g. formaldehyde, monosodium glutamate, and anionic surfactant). But only few of them can be used in chemical activation processes without producing various types of liquid waste. According to research data and our own experimental results, a combination of phosphoric acid with urea can be considered as the most promising for highly effective modification of lignin and cellulose surface. It was shown, that typical phosphorylation technology of walnut shell can be improved under the next conditions: base (NH4OH) concentration 20 %; activation mixture contains 20 % H3PO4, 40 % CO(NH2)2 and 40 % H2O; phosphorylation is conducted at room temperature and continuous stirring. Duration of delignification (base treatment) is 6 h, duration of phosphorylation – 1 h. That conditions ensure a significant resource economy within high physic-chemical properties of obtained lignocellulosic sorbent (SLC): specific volume – 0,6 cm3/g; porosity – 76 %; full static exchange capacity – 1,3 mmol/cm3. Obtained SLC meant to be used for removal of d-elements (heavy, radioactive metals) from various types of effluents, drinking water etc.Підвищити ефективність сорбційних методів очищення стічних та природних вод можна за рахунок розробки недорогих сорбентів, селективних до відповідних полютантів. З огляду на це, найбільш оптимальною сировиною для отримання дешевих адсорбентів, які не потребують регенерації, варто вважати лігнін-целюлозовмісні сільськогосподарські відходи (наприклад шкаралупа волоського горіха). Очищення стічних вод за допомогою дешевих біосорбентів на основі лігніну і целюлози характеризується ефективністю вилучення токсикантів із розчинів, простою технологією виготовлення сорбентів, використанням стандартного устаткування. Усе це дає змогу істотно знизити загальну вартість очищення води. Тому розроблення нових ефективних і дешевих сорбційних матеріалів на основі лігніну і целюлози, з метою розширення сфер їх застосування та ефективності використання для вилучення металів, радіонуклідів, солей і інших забруднювачів, є актуальним завданням. Обґрунтовано доцільність утилізації багатотоннажних відходів харчової промисловості у виробництві сорбентів для очищення забруднених природних і стічних вод. На основі аналізу фахових та патентних джерел, за період з 1997 по 2018 рр., розглянуто технологічні параметри процесів фосфорилювання під час виробництва сорбентів лігноцелюлозних (СЛЦ) зі шкаралупи волоського горіха. Вивчено вплив температури, концентрації робочих розчинів, тривалості оброблення сировини, відношення тверда фаза: розчин на ефективність процесу отримання сорбційного матеріалу. Запропоновано новий енерго-ресурсозберігаючий спосіб виробництва СЛЦ, який мінімізує обсяг утворення стічних вод і забезпечує отримання сорбенту високої якості

Дериватографическое исследование процес сов термодеструкции гидроксида Fe(III)

Встановлено, що підвищена реакційна спроможність хромофорного Fe(III) гідроксиду який є основою промислових відходів, пов'язана зі спонтанною кристалізацією оксиду із осадженого Fe(III) гідроксиду. На це вказують кінетичні параметри протікаючих процесів.It has been established that the reactivity of chromophoric Fe (III) hydroxide, which is the basis of industrial waste, is associated with the spontaneous crystallization of oxide from precipitated Fe (III) hydroxide. This is indicated by the kinetic parameters of the proceeding processes.Установлено, что реакционная способность хромофорного Fe(III) гидроксида который является основой промышленных отходов, связана со спонтанной кристаллизацией оксида из осажденного Fe(III) гидроксида. На это указывают кинетические параметры протекающих процессов

Переработка фосфогипса в комплексное удобрение

Проблематика. При виробництві фосфоровмісних добрив та екстракційної фосфатної кислоти відбувається накопичення екологічно небезпечного відходу – фосфогіпсу. На сьогодні на території України у відвалах міститься близько 30 млн т фосфогіпсу. Мета дослідження. Метою роботи є одержання з фосфогіпсу за безвідходною технологією комплексного NPCaS-добрива. Методика реалізації. Переробка фосфогіпсу у відносно “м’яких” технологічних умовах, без залучення високотемпературних (1173–1753 К) процесів. Проведено дослідження двостадійної утилізаційної переробки типового фосфогіпсу в комплексне добриво складу 7,9 % N, 37 % P₂O₅, 35 % Ca, 1,8 % S з вмістом фосфору у вигляді Сa(H₂PO₄)₂, СaHPO₄ (при співвідношенні P₂O₅(водорозч.)/P₂O₅(засв.) = 94%), азоту – у вигляді (NH₄)₂SO₄. Перша стадія процесу реалізується розкладанням фосфогіпсу за температури (323 ± 5) К розчинами (NH₄)₂СO₃ за pH > 5,1 з одержанням осаду (суспензії) СаСO₃ у розчині (NH₄)₂SO₄. На другій стадії утворена густа суспензія обробляється (без фільтраційного відділення СаСO₃) розчинами некондиційної фосфатної кислоти без зовнішнього нагріву за витримки pH середовища у межах 6,8–6,9. Кінцева суспензія висушується в апараті типу “киплячий шар” за температури (390–423) К. Результати дослідження. Отримано кінцеве тверде добриво, споживча якість якого перевірена на зразках ґрунтів сільськогосподарського призначення. Висновки. На основі фосфогіпсу отримано комплексне мінеральне добриво за малостадійною безвідходною технологією в екологічно доцільних умовах.Background. In the production of phosphate fertilizers and phosphoric acid accumulation environmentally unsafe on the course – hosphogypsum. To date, in the territory of Ukraine is in the dumps about 30 million tons of phosphogypsum. Objective. To get from phosphogypsum with using waste technologies complex NPCaS-fertilizer. Methods. Processing phosphogypsum in a relatively “soft” operating conditions, without the involvement of high-temperature (1173–1753 K) processes. Conducted a research of two-stage utilization processing of typical phosphogypsum into complex fertilizer with composition 7,9 % N, 37 % P₂O₅, 35 % Ca, 1,8 % S, containing phosphorus in the form of Сa(H₂PO₄)₂, СaHPO₄ (at a ratio P₂O₅(w-soluble)/P₂O₅(overall) = 94%), and the nitrogen – in the form (NH₄)₂SO₄. The first stage of the process is implemented decomposition of phosphogypsum at temperature (323 ± 5) K by solutions of (NH₄)₂СO₃ at pH > 5,1 with formed a precipitate (suspension) СаСO₃ in solution (NH₄)₂SO₄. In the second stage formed a thick slurry is processed (without filtration separation СаСO₃) by solutions of sub-standard phosphoric acid without external heating at the support of the pH of the medium to 6,8–6,9. The final solid fertilizer is drying of slurry in apparatus of type “fluid process” at temperature (390–423) K. Results. The final solid fertilizer, consumer quality is tested on samples of soil for agricultural purposes. Conclusions. On the base of phosphogypsum is received a complete fertilizer for little-stage non-waste technology in environmentally sound conditions.Проблематика. При производстве фосфорсодержащих удобрений и экстракционной фосфорной кислоты происходит накопление экологически небезопасного отхода – фосфогипса. На сегодняшний день на территории Украины в отвалах находится около 30 млн т фосфогипса. Цель исследования. Целью работы является получение из фосфогипса по безотходной технологии комплексного NPCaS-удобрения. Методика реализации. Переработка фосфогипса при относительно “мягких” технологических условиях, без привлечения высокотемпературных (1173–1753 К) процессов. Проведено исследование двухстадийной утилизационной переработки типового фосфогипса в комплексное удобрение состава 7,9 % N, 37 % P₂O₅, 35 % Ca, 1,8 % S с содержанием фосфора в виде Сa(H₂PO₄)₂, СaHPO₄ (при соотношении P₂O₅ (водораств.)/P₂O₅ (усв.) = 94 %), азота – в виде (NH₄)₂SO₄. Первая стадия процесса проводится разложением фосфогипса при температуре (323 ± 5) К растворами (NH₄)₂СO₃ при pH > 5,1 с получением осадка (суспензии) СаСO₃ в растворе (NH₄)₂SO₄. На второй стадии полученная густая суспензия обрабатывается (без фильтрационного отделения СаСO₃) растворами некондиционной фосфатной кислоты без наружного подогрева при поддержании pH среды 6,8–6,9. Конечная суспензия высушивается в аппарате типа “кипящий слой” при температуре (390–423) К. Результаты исследования. Получено конечное твердое удобрение, потребительское качество которого проверено на образцах почв сельскохозяйственного назначения. Выводы. На основе фосфогипса получено комплексное минеральное удобрение за малостадийной безотходной технологией в экологически целесообразных условиях

Sedimentation of Pollutant­containing Aggregates During Purification of Wastewater From Coking Plants

We performed the quantitative description of the process of purification of phenolic wastewater from resinous substances by methods of coagulation, flocculation and adsorption. We carried out the coagulation purification with the use of Al2(OH)5Cl and FeCl3 at a dosage of 50 mg/dm3; we used the cationic Extrafloc P70 at a dosage of 4 mg/dm3 as a flocculant; we used natural alkaline bentonite clay at a dosage of 100 mg/dm3 as the adsorbent. The method of sedimentation analysis established the prevailed radii of pollutant-containing aggregates of the dispersed phase of phenolic wastewater, μm: after coagulation of Al2(OH)5Cl − 30...90, after coagulation of FeCl3 − 33...39, after flocculation of Extrafloc P70 − 60...80, after adsorption by bentonite clay separately − 23...27, after adsorption by bentonite clay with the addition of Extrafloc P70 − 70...90.We showed experimentally that under conditions of the combined application of alkaline bentonite clay at a dosage of 100 mg/dm3 with the addition of Extrafloc P70 at a dosage of 4 mg/dm3, the disperse phase of phenolic waters forms the largest pollutant-containing aggregates, which precipitate at rate of 0.61 mg/s. This provides normative content of resinous substances in purified water − 10 mg/dm3, and reduces duration of the purification process from 20 minutes up to 3 min. The rate of sedimentation of pollutant-containing aggregates formed under application of other methods of purification is an order of magnitude smaller, and is, mg/s: Al2(OH)5Cl at a dosage of 50 mg/dm3 − 0.017; FeCl3 at a dosage of 50 mg/dm3 − 0.024; Extrafloc P70 at a dosage of 4 mg/dm3 − 0.05; bentonite clay at a dosage of 100 mg/dm3 − 0.02.The method of purification of phenolic wastewater by bentonite clay with the addition of Extrafloc P70 makes possible to remove 96 % of resinous substances, therefore we can used it to improve the purification process at coke-chemical enterprise

Technological and Kinetic Regularities of Formation of Suspension and Its Interaction with Nitric Acid While Obtaining Calcium Nitrate

The results of studying the processes of forming calcium hydroxide transportation suspensions and their neutralization by nitrate acid with the development of energy­saving technologies of obtaining calcium nitrate were presented.As a result of the research, the process of calcium oxide hydration in the calcium nitrate solution was substantiated and the mechanism of the suspension thickening was proposed.The limit lime concentrations in the calcium nitrate solutions were established, the process of calcium oxide hydration in these solutions was theoretically calculated. The mechanism of thickening of the prepared suspension (suspension of Са(ОН)2 in Са(NO3)2 solution), based on the formation of hydrogen bonds due to the presence of oxygen with unfilled orbitals, was explored.The degree of CaO conversion (kinetics of hydration) depending on the time and the intensity of mixing in 35 % solution of calcium nitrate, which increases from 0.67 to 0.89 o. n. with an increase in the intensity of mixing Re=1000÷13000 was established. The limit of the lime content for different concentrations of Са(NO3)2) was defined: for 15 %­solution of calcium nitrate, the highest possible lime concentration on conversion to СаО is 350 g/dm3, for 20 %­solution, it is 320 g/dm3, for 25 %­solution, it is 295 g/dm3, for 30 %­solution, it is 275 g/dm3, for 35 %­solution – 240 g/dm3 and for 40 %­solution, it is 200 g/dm3, respectively.The results of the experimental research presented in the form of graphical dependencies and tabular data may be used for the improvement of existing and design of the new production facilities of calcium nitrate