|
138 и расходе катионов железа Ре3+ 51,5 мг/л. При отношении Ре/8Ю2 в составе осадка, равном 0,0974, количество осадившихся катионов железа было порядка 48,7 мг/л, то есть большая часть катионов, введенных в раствор, осаждалась. Это объяснялось как сорбцией катионов железа и их поликатионных гидратированных комплексов поверхностью коллоидных частиц кремнезема, так и осаждением гидроксида железа. На 1 катион железа Ре3' в составе осажденного материала приходилось около 10 молекул диоксида кремния 8Ю2. Результаты обработки хлорным железом при повышенной температуре 96°С приведены в таблице 4.11. При 96°С критический расход РеС13*6Н20 мало изменился. Перед обработкой раствор содержали в течение 4 ч в термостате при 96-98°С для растворения кремнекислот. После добавления коагулянта и интенсивного перемешивания пробу раствора возвращали в термостат, и дальнейшая коагуляция и образование осадка проходили при 96°С. Обработанный раствор приобретал мутность и красно-коричневую окраску, густота которой увеличивалась с расходом коагулянта. Через 15-20 мин после обработки из осветлившейся части раствора над слоем осадка отбирали аликвоты раствора для определения остаточных концентраций коллоидного и мономерного кремнезема и катионов железа (табл. 4.11). Таблица 4.11 Результаты обработки гидротермального сепарата РеС^бНгО при 96 °С. РеС13-6Н20, мг/л Ре, мг/л рн С[} мг/л С*, мг/л Ре", мг/л Ре" мг/л 200 41,2 4,80 696,4 560,2 26,4 0,56 250 51,5 3,50 640,6 546,9 30,16 0,56 500 103,0 2,80 693,8 603,1 58,28 0,56 1000 206,0 2,34 562,5 456,25 11,92 0,28 2000 412,0 2,08 512,5 446,9 25,32 0,28 5000 1030,0 1,65 512,5 446,9 126,24 0,28 Активное осаждение в растворе, обработанном при расходе коагулянта 200 мг/л, не произошло. Через 2-3 суток после обработки на поверхности воды |
В таблице 4.14а приведены данные по химическому составу образцов, осажденных при 20°С с добавлением хлорного железа, при различном расходе РеС1з-6Н20. В таблице 4.146 показана величина отношения Ре/ЗЮ2 в зависимости от расхода РеС13-6Н20. Отношение Ре/8Ю2 быстро увеличивалось с ростом расхода коагулянта и при расходе РеС13-6Н20 2000 мг/кг достигло значения 5.5419. Такой быстрый рост отношения Ре/8Ю2 был связан с увеличением количества осадившегося железа и уменьшением количества осадившегося кремнезема из-за подкисления раствора. Осадок, полученный с добавлением хлорного железа, имел аморфную структуру (рис. 4.46,в). В спектре образцов, осажденных при малом расходе РеС13-6Н20, было выражено обычное аморфное гало (рис. 4.46). Спектр образцов, осажденных при высоком расходе коагулянта, сильно менялся (рис.4.4в), так как большую часть таких образцов составлял аморфный гидроксид железа. Наименьшее значение Ре/8Ю2 0.0974 было при расходе РеС13-6Н20 250 мг/кг и расходе катионов железа Ре3+ 51.5 мг/кг. При отношении Ре/8Ю2 в составе осадка, равном 0.0974, количество осадившихся катионов железа было порядка 48.7 мг/кг, то есть большая часть катионов, введенных в раствор, осаждалась. Это объяснялось как сорбцией катионов железа и их поликатионных гидратированных комплексов поверхностью коллоидных частиц кремнезема, так и осаждением гидроксида железа. На Л катион железа Ре3+ в составе осажденного материала приходилось около 10 молекул диоксида кремния 8Ю2. Для того, чтобы исследовать влияние показателя рН и заряда поверхности коллоидных частиц на коагуляцию и осаждение кремнезема была выполнена обработка гидротермального раствора хлорным железом и дополнительным подщелачиванием натриевой щелочью. Результаты обработки раствора коагулянтом РеС13-6Н20 без подщелачивания показаны в таблице 4.15а, результаты обработки с последующим подщелачиванием до рН = 8.5 в таблице 4.156. При расходе РеС1з-6Н20 от 100 до 200 мг/кг, который ниже критического, образования осадка не происходило (табл. 4.15а). 263 На основе экспериментов с подщелачиванием найдены режимы осаждения кремнезема из гидротермального теплоносителя, позволяющие регулировать: 1. кинетику коагуляции и хлопьеобразования; 2. остаточную концентрацию кремнезема; 3. химический состав осажденного материала; 4. сокращать расход коагулянта на обработку. Основной режим осаждения заключается в вводе в раствор катионов металлов (Са2>, М§2+, А13+, Ре3+ и др.) добавлением гидролизующихся солей этих металлов и одновременном повышением показателя рН раствора подщелачиванием до значения, превышающего не менее чем на 1,0-2,0, значение рН, при котором прекращается растворимость гидроксидов металлов. Разработан дополнительный режим осаждения, который заключается в вводе в раствор катионов металлов и одновременном повышении показателя рН до значения 10-12 и выше. Высокотемпературное прокаливание осажденного материала позволяет получать силикаты металлов. Таблица 4.16 Результаты обработки гидротермального сепарата РеСЬ-бНгО при 96 °С. РеС13-6Н20, мг/кг Ре, мг/кг рН С,, мг/кг С5, мг/кг Ре3+, мг/кг Ре2+, мг/кг 200 41.2 4.80 696.4 560.2 26.4 0.56 250 51.5 3.50 640.6 546.9 30.16 0.56 500 103.0 2.80 693.8 603.1 58.28 0.56 1000 206.0 2.34 562.5 456.25 11.92 0.28 2000 412.0 2.08 512.5 446.9 25.32 0.28 5000 1030.0 1.65 512.5 446.9 126.24 0.28 Результаты обработки хлорным железом при повышенной температуре 96°С приведены в таблице 4.16. При 96°С критический расход РеС1з-6Н20 мало изменился. Перед обработкой раствор содержали в течение 4 ч в термостате при 96-98°С для деполимеризациии мономерного кремнезема. После добавления коагулянта и интенсивного перемешивания пробу раствора возвращали в термостат, и дальнейшая коагуляция и образование осадка проходили при 96ПС. Обработанный раствор приобретал мутность и красно-коричневую окраску, густота которой увеличивалась с расходом коагулянта. Через 15-20 мин после обработки из осветлившейся части раствора над слоем осадка отбирали аликвоты раствора для определения остаточных концентраций коллоидного и мономерного кремнезема и катионов железа (табл. 4.16). Активное осаждение в растворе, обработанном при расходе коагулянта 200 мг/кг, не произошло. Через 2-3 суток после обработки на поверхности воды появилась тонкая осветлившаяся полоска. При расходе РеС13-6Н20 250 и 500 мг/кг активное образование осадка после обработки также не наблюдали, раствор только приобретал мутность. Через 15-20 ч после обработки на поверхности была различима тонкая полоска осветлившегося раствора. При расходе РеС13-6Н20 1000 мг/кг и выше через 10-20 мин после обработки появлялся красно-коричневый осадок. При этом проба не осветлялась полностью, в объеме воды находилась небольшая часть мелких хлопьев во взвешенном состоянии. В горячем растворе при 96°С активное образование осадка сразу после обработки наблюдали при высоком расходе РеС13-6Н20 5000 мг/кг. В холодном растворе при 20°С после добавления 5000 мг/кг РеС13-6Н20 без подщелачивания раствор оставался прозрачным: из-за сильного подкисления коагуляция кремнезема оказывалась сильно заторможенной. При расходе РеС13-6Н20 1000 и 2000 мг/кг в холодном растворе осаждение происходило, но спустя значительное время после обработки. Преимущественно осаждался гидроксид железа Ре(ОН)3, соосаждение коллоидного кремнезема было слабым. В горячем растворе при 96°С и расходе РеС13-6Н20 1000-5000 мг/кг почти все железо, введенное в раствор с коагулянтом осаждалось, при этом соосаждалась значительная доля коллоидного кремнезема (табл. 4.16). Общее содержание С, снижалось до значения близкого к растворимости Сс аморфного кремнезема при температуре обработки, остаточное общее содержание С, и концентрация мономерного кремнезема С5 мало отличались. |