Определение условий электрохимического удаления фосфат-ионов из промывных растворов, полученных при переработке алунитов Заглигского месторождения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучен процесс электрохимического удаления фосфат-ионов из промывных растворов, образующихся в алюминиевом производстве. Отличительной особенностью данных растворов является наличие наряду с фосфат-ионами (до 1,7 г/л) значительного количества алюминия (до 47 г/л ) в виде [Al(OH)4]–. Исследовано влияние рабочих параметров (начальное значение рН, длительность процесса τ, начальная концентрация фосфат-ионов, расстояние между электродами и плотность тока) процесса электрокоагуляции с использованием алюминиевых электродов на эффективность удаления фосфат-ионов. Показано, что в результате электрохимического растворения алюминиевого анода и гидролиза иона Al3+ в растворе образуется аморфный осадок гидроксида алюминия. Установлено, что электролиз раствора с алюминиевым анодом при J = 10 мA/см2 приводит к удалению свыше 90% фосфат-ионов. Продукт электрокоагуляции охарактеризован СЭМ/ЭДС анализом. Оценено влияние возможных примесей (SO42–, PO43–, F–, Cl–, VO43–) в промывных растворах, полученных при переработке алунита, на степень удаления фосфат-ионов.

Об авторах

А. А. Гейдаров

Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева НАН Азербайджана

Автор, ответственный за переписку.
Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Баку

П. Г. Бабаева

Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева НАН Азербайджана

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Баку

Д. Т. Мехмет

Университет Фират

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Элязыг, Турция

Г. И. Алышанлы

Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева НАН Азербайджана

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Баку

С. Т. Джафарова

Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева НАН Азербайджана

Email: arif.heyderov.54@mail.ru
Баку

Список литературы

  1. Шахтахтинский, Г.Б. Попутное извлечение пятиокиси ванадия при комплексной переработке алунитов / Г.Б. Шахтахтинский, С.М. Гусейнзаде, Х.С. Халилов. – Баку, 1974. 91 с. – (Shakhtakhtinsky, G.B. Associated extraction of vanadium pentoxide during complex processing of alunites / G.B. Shakhtakhtinsky, S.M. Huseynzade, H.S. Khalilov. – Baku, 1974. 91 p.)
  2. Пат. SU 1814273. A1, COIF7/06. Способ переработки алунита / Равдоникас И.В., Насыров Г.З., Ровшанов В.М., Кривцова Е.Г. 1996. – (Pat. SU 184273. A1, COIF7/06. Method of processing alunite / Ravdonikas I.V., Nasyrov G.Z., Rovshanov V.M., Krivtsova E.G. 1996.)
  3. Grubbs, D.K. The geology, mineralogy and clarification properties of red and yellow Jamaican bauxites / D.K. Grubbs, S.K. Libby, I.R. Rodenburg, K.A. Weters // Proc. Bauxtie Simposium. J. Geolog. Soc. Jamaica. 1980. №IV. P.176–186.
  4. Henry, K.E. The dissolution of phosphorus from Jamaican bauxites under low temperature Bayer conditions / K.E. Henry, M.D. Coley, A.M. Greenaway // Hydrometallurgy. 2018. V.179. P.132–140.
  5. Geidarov, A.A. Adsorption of phosphate ions from aluminate solutions on an Fe-AC nanocomposite / A.A. Geidarov, P.G. Babaeva, A.A. Gulieva, Z.A. Dzhabbarova, G.I. Alyshanly // Russian Metallurgy (Metally). 2023. №7. P.899–904.
  6. Clark, T. Phosphorus removal by chemical precipitation in a biological acrated filter / T. Clark, T. Stephenson, P.A. Pearse // Water Res. 1997. V.31. P.2557–2563.
  7. Ruixia, L. Adsorption of fluoride, phosphate, and arsenate ions on a new type ion exchange fiber / L. Ruixia, Gr. Jinlong, T.J. Hongrias // J. Colloid Interface Sci. 2002. V.248. P.268–274.
  8. Stensel, H.D. Principles of biological phosphorus removal / H.D. Stensel ; ed. R.I. Sedlak ; Phosphorus and nitrogen removal from municipal wastewater – Principles and practice ; second ed. H.K. Lewis. – London, 1991. 141 p.
  9. Моreno, Е.С. Crystal growth of calcium appetites from dilute solutions / Е.С. Моreno, K. Varughese // J. Cryst. Growth. 1981. V.53. P.20–30.
  10. Boisvert, J.P. Phospate adsorption in flocculation processes of aluminium sulphate and polyaluminium – silicate-sulphate / J.P. Boisvert, T.C. To, A. Berrak, C. Joliicoeur // Water Res. 1997. V.31. P.1939–1946.
  11. Fytianos, K. Modelling of phosphorus removal from aqueous and wastewater samples using ferric ion / K. Fytianos, E. Voudrias, N. Raikos // Environ. Pollut. 1948. V.101. P.123–130.
  12. Yeoman, S. The removal of phosphorus during wastewater treatment : a review / S. Yeoman, T. Stephenson, J.N. Lester, R. Perry // Environ. Att. Pollut. 1998. V.49. P.183–233.
  13. Whittington, B. The chemistry of CaO and Ca(OH)2, relating to the Bayer process / B. Whittington // Hydrometallurgy. 1996. V.43. P.13–35.
  14. Meng Du. Insight into the synthesis and adsorption mechanism of adsorbents for efficient phosphate removal : Exploration from synthesis to modification / Meng Du, Yueyan Zhang, Zeyi Wang, Mengran Lv, Aiqi Tang, Yang Yu, Xuan Qu, Zhiqiang Chen, Qinxue Wen, Ang Li // Chem. Eng. J. 2022. V.442. Pt.1. P.136–147.
  15. Irdemez, S. The effects of current density and phosphate concentration on phosphate removal from wastewater by electrocaogulation using aluminum and iron plate electrodes/ S. Irdemez, N. Demircioglu, Y.S. Yildiz, Z. Bingül // Separ. Purific. Tech. 2006. V.52. P.218–223.
  16. Irdemez, S. The effect of pH removal of phosphate from water using aluminium electrodes by electrocagulation method El-Cezeri / S. Irdemez, Z. Bingül, S. Kul, F.E. Torun, N. Demircioglu // J. Sci. Eng. 2021. V.8(3). №1. P.1472–1479.
  17. Attour, A. Influence of operating parameters on phosphate removal from water by electrocagulation using aluminium electrodes / A. Attour, M. Tauati, M. Thili, M. Ben, F. Lapicque // Separ. Purific. Tech. 2014. V.123. P.124–129.
  18. Bektaş, M. Removal of phosphate from aqueous solutions by electro-coagulation / M. Bektaş, H. Inan, Akbulut, A. Dimoglo // J. Hazard. Mater. 2004. V.106 (A). P.101–105.
  19. Lacasa, E. Electrochemical phosphates removal using iron and aluminum electrodes / E. Lacasa, P. Canizares, C. Saez, F.J. Fernandez, M.A. Rodrigo // Chem. Eng. J. 2011. V.172. P.137–143.
  20. Рязанцев, А.А. Использование электрокоагуляции при очистке и деминерализации сточных вод предприятии по добыче переработке минерального сырья / А.А. Рязанцев, Д.А. Коновалова // Вест. Сиб. гос. ун-та путей сообщения. 2017. №4. Т.43. С.12–17. – (Ryazantsev, A.A. Use of electrocoagulation in wastewater treatment and demineralization at mineral resource extraction and processing enterprises / A.A. Ryazantsev, D.A. Konavolova // Bull. Siberian State Transport University. 2017. №4. V.43. P.12–17.)
  21. ГОСТ 18309–2014. Вода. Методы определения фосфорсодержащих веществ. Москва : Межгосударственный Стандарт. 2015. 25 c. – (GOST 18309–2014. Water. Methods for determination of phosphorus-containing substances. Moscow : Interstate Standard. 2015. 25 p.)
  22. Graça, N.S. Modeling the electrocoagulation process for the treatment of contaminated water / N.S. Graça, A.M. Ribeiro, A.E. Rodrigues // Chem. Eng. Sci. 2019. V.197. P.379–385.
  23. Duan, J. Coagulation by hydrolysing metal salts / J. Duan, J. Gregory // Adv. Colloid Interface Sci. 2003. V.100–102. P.475–502.
  24. Jiang, D. Removal and recovery of phosphate from water by calcium-silicate composites-novel adsorbents made from waste glass and shells / D. Jiang, Y. Amano, M. Machida // Environ Sci. Pollut. Res. 2017. V.24. P.8210–8218.
  25. Georgantas, D.A. Orthophosphate and metaphosphate ion removal from aqueous solution using alum and aluminum hydroxide / D.A. Georgantas, H.P. Grigoropoulou // J. Colloid Interface Sci. 2007. V.315. Is.1. P.70–79.
  26. Sun, J. Removal of phosphorous wastewater by different morphological aluminia / J. Sun, A. Gao, X. Wang, X. Xu, J. Sang // Molecules. 2020. V.25. №13. Art.3092.
  27. Krishna, B.M. Electrochemical pretreatment of distillery wastewater using aluminium electrode / B.M. Krishna, U.N. Murthy, B.M. Kumar, K.S. Lokesh // J. Appl. Electrochem. 2010. V.40. P.663–673.
  28. Tanada, S. Removal of phosphate by aluminum oxide hydroxide / S. Tanada, M. Kabayama, N. Kawasaki, T. Sakiyama, Takeo [et al.] // J. Colloid Interface Sci. 2003. V.257. Is.1. P.135–140.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025