|
140 натриевой щелочью. Результаты обработки раствора коагулянтом РеС13-6Н20 без подщелачивания показаны в таблице 4.12а, результаты обработки с последующим подщелачиванием до рН = 8,5 в таблице 4.126. При расходе РеС13-6Н20 от 100 до 200 мг/л, ниже критического, образования осадка не происходило (табл. 4.12а). Подщелачивание раствора, обработанного при расходе РеС13-6Н20 300010000 мг/л, до рН — 8,5 вызывало мгновенное появление красно-коричневого осадка и активное осаждение как гидроксида железа, так и кремнезема (табл. 4.126), и формирование на дне сосуда высокого слоя осадка. При расходе РеС13-6Н20 150-500 мг/л подщелачивание обработанного раствора до рН = 8,5 не сопровождалось активным образованием осадка. При расходе РеС13-6Н20 500 мг/л общее содержание кремнезема в осветлившейся части раствора незначительно уменьшилось (табл. 4.126). После подщелачивания в пробах, обработанных при высоком расходе РеС13-6Н20 5000-10000 мг/л, произошло практически полное осаждение как коллоидного кремнезема, так и ортокремниевой кислоты: общее содержание кремнезема С{ снизилось до 12,5-3,0 мг/л, остаточная концентрация катионов железа Ре не превышала 4,0-1,2 мг/л. В пробе, обработанной при расходе 3000 мг/л РеС13*6Н2(), общее содержание С, уменьшилось до 93,75 мг/л. Этот результат подтвердил представления о механизме коагуляции и осаждения коллоидного кремнезема в гидротермальном растворе. Очевидно, что поверхностный заряд коллоидных частиц и сорбционная способность поверхности частиц по отношению к двух-трех зарядным катионам-коагулянтам и их гидратированным комплексам являются главными факторами, определяющими устойчивость коллоидного кремнезема. Отрицательный поверхностный заряд коллоидных частиц после подщелачивания до рН = 8,5 повышался настолько, что сорбция коагуляционных комплексов катиона железа Ре3 могла проходить быстро. Кроме того, при рН = 8,5 растворимость гидратиI |
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). В обработанном растворе не было увеличение мутности, вода приобретала слабый коричнево-желтый оттенок. Через 1-2 суток после обработки в пробе, обработанной при расходе 200 мг/кг, появилась мутность, но осадок отсутствовал. Сразу после обработки при расходе РеС1з-6Н20 500 и 1000 мг/кг мутность в растворе не возникала, вода имела коричнево-желтый цвет. В течение 1-2 ч после обработки мутность увеличивалась. Через 1-2 суток после обработки наблюдали образование значительного количества осадка коричнево-желтого цвета. Судя по остаточным концентрациям (табл. 4.15а), произошло практически полное осаждение введенного в раствор железа в форме гидроксида железа и осаждение небольшого количества коллоидного кремнезема. При расходе РеС1з-6Н20 1500 и 2000 мг/кг мутность и хлопьеобразование в растворе сразу после обработки отсутствовали, вода имела слабый коричневожелтый цвет. Оседание хлопьев при таком расходе коагулянта продолжалось в течение 1-2 суток. Остаточные концентрации в растворе показывают, что произошло осаждение значительной части введенного в раствор железа в форме гидроксида железа Ре(ОН)з и осаждение небольшой доли коллоидного кремнезема (табл. 4.15а). При расходе РеС13-6Н20 5000-10000 мг/кг увеличение мутности, хлопьеобразование и осаждение не происходили, измененялась только цветность воды: вода приобретала коричнево-желтый цвет. Подщелачивание раствора, обработанного при расходе РеС1з-6Н20 300010000 мг/кг, до рН = 8.5 вызывало мгновенное появление красно-коричневого осадка и активное осаждение как железа, введенного в раствор, так и кремнезема (табл. 4.156), и формирование на дне сосуда высокого слоя осадка. При расходе РеС13-6Н20 150-500 мг/кг подщелачивание обработанного раствора до рН = 8.5 не сопровождалось активным образованием осадка. Только при расходе РеС13-6П20 250 и 500 мг/кг подщелачивание приводило к появлению тонкой полосы осветлившегося раствора на поверхности сосуда. При расходе РеС1з-6Н20 500 мг/кг общее содержание кремнезема в осветлившейся части раствора незначительно уменьшилось (табл. 4.156). Объемный расход раствора ЫаОН для подщелачивания сепарата был следующим: после добавления 150 мг/кг РеС13-6Н206.3 см3 0.1 N раствора ЫаОН 25.2 мг/кг ЫаОН; после добавления 200 мг/кг РеС13-6Н20 16.52 см3 0.1 N раствора ЫаОН 66.08 мг/кг ЫаОН; после добавления 250 мг/кг РеС13-6Н20 19.46 см3 0.1 N раствора ЫаОН 77.84 мг/кг ЫаОН; после добавления 500 мг/кг РеС13-6Н20 45.24 см3 0.1 N раствора ЫаОН 180.96 мг/кг ЫаОН; 3000 мг/кг РеС13-6Н20 33.77 см3 1 Ы раствора ЫаОН; 5000 мг/кг РеС13-6Н20 5.07 см3 6 Ы раствора ЫаОН плюс 26.9 см3 0.1 Ы раствора ЫаОН 1324.4 мг/кг ЫаОН; после добавления 7000 мг/кг РеС13-6Н20 5.36 см3 6 Ы раствора ЫаОН 1286.4 мг/кг ЫаОН; после добавления 10000 мг/кг РеС13-6Н20 5.44 см3 6 N раствора ЫаОН 1305.6 мг/кг ЫаОН. После подщелачивания в пробах, обработанных при высоком расходе РеС13*6Н20 5000-10000 мг/кг, произошло практически полное осаждение как коллоидного, так и мономерного кремнезема: общее содержание кремнезема С, снизилось до 12.5-3.0 мг/кг, остаточная концентрация катионов железа Ре3+‘2+ не превышала 4.0-1.2 мг/кг. В пробе, обработанной при расходе 3000 мг/кг РеС13-6Н20, общее содержание С{ уменьшилось до 93.75 мг/кг. Этот результат подтвердил представления о механизме коагуляции и осаждения коллоидного кремнезема в гидротермальном растворе. Очевидно, что поверхностный заряд коллоидных частиц и сорбционная способность поверхности частиц по отношению к двух-трех зарядным катионам-коагулянтам и их гидратированным комплексам являются главнььми факторами, определяющими устойчивость коллоидного кремнезема. Отрицательный поверхностный заряд коллоидных частиц после подщелачивания до рН = 8.5 повышался настолько, что сорбция коагуляционных комплексов катиона железа Ре3+ могла проходить быстро. Кроме того, при рН = 8.5 растворимость гидратированных комплексов железа ухудшалась настолько, что могли формироваться мицеллы Ре(ОН)3, необходимые для коагуляции коллоидного кремнезема. По-видимому, изменение растворимости гидроксида железа определяло и осаждение мономерного крем |