26.6 КІНЕТИКА ВИЛУГОВУВАННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ЗІ ШЛАМУ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА.

УДК 550.4:504:544.4 • ? Випуск 26 / 2016 • 60 — 71 сторінки

Мещеряков С. В., Долін В. В.

Мещеряков С. В. аспірант ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», mescheriakov@mail.ua
Долін В. В. докт. геол. наук, професор, ДУ «Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України», vdolin@ukr.net

Анотація

У статті наведено результати експериментального дослідження хімічного складу, водно-фізичних і фільтраційних властивостей металургійного шламу, та процесів водного вилуговування з нього важких металів з метою оцінки екологічної небезпеки забруднення підземних вод унаслідок експлуатації шламових карт. У проведеному експерименті моделюється вплив атмосферних опадів на шлам з видаленням екстрагованих речовин з системи, тобто напрямок і швидкість процесу задається експериментатором. Це дає підстави для аналізу результатів експерименту з позицій формальної кінетики, що описується рівнянням хімічної кінетики І порядку для незворотного процесу. Проведено силікатний аналіз шламу і оцінку обсягу вилуговування з нього важких металів. Ступінь вилуговування важких металів знаходиться в межах від 6,8 % (Cu) до 0,017 % (Zn). При цьому середній коефіцієнт фільтрації шламу становить 1,02×10–5±0,12×10–5 м×с–1. За даними силікатного аналізу основними компонентами шламу є Fe3O4 (57-58 %) и CaO (11-12 %). Обсяг щорічного надходження у підземний водоносний горизонт важких металів зі шламу становить 45-90 кг свинцю, цинку, заліза, 140-250 кг міді, 650-225 кг марганцю, що становить 0,002-0,12% від винесення сольовим стоком р. Дніпро. Таким чином шламові карти не можуть бути основним джерелом забруднення підземних і поверхневих вод важкими металами внаслідок низької швидкості і ступеня вилуговування.

Ключові слова: водно-фізичні властивості, шлам, константа швидкості, ступінь вилуговування, коефіцієнт фільтрації, силікатний аналіз, хімічний склад.

Стаття

Література

  1. Наноструктурные образования в процессах обогащения железооксидно-карбонатно- силикатных металлургических шламов / [И. М. Коваленко, И. Г. Ковзун, З. Р. Ульберг и др.]. // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2008. – №2. – С. 443–478.
  2. Лотош В. Е. Переработка отходов природопользования / В. Е. Лотош. – Екатеринбург: УрГУПС, 2002. – 463 с.
  3. Коваленко А. М. О шламах газоочисток доменного и сталеплавильного производств / А.М. Коваленко. // Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – №2. – С. 4–7.
  4. Состав и обогатимость металлургических шламов / [В. В. Филенко, С. Н. Тырышкина, В. В. Иванченко и др.]. // Геолого-мінералогічний вісник Криворізького національного університету. – 2005. – №2. – С. 109–112.
  5. Фитостимулирующие эффекты металлургического шлама на растения подсолнечника (helianthus) [Електронний ресурс] / [Д. В. Кузнецов, С. Э. Кондаков, Г. И. Чурилов и др.]// Современные проблемы науки и образования. – 2012. – Режим доступу до ресурсу: http://www.science-education.ru/111-10109.
  6. Использование шламов [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://studopedia.org/1-44654.html.
  7. Электронномикроскопическое исследование клеток растений кукурузы [Електронний ресурс] / [А. А. Гусев, А. В. Шуклинов, О. А. Акимова и др.] // Науковедение. – 2013. – Режим доступу до ресурсу: http://naukovedenie.ru/PDF/03tvn513.pdf.
  8. Разработка бесcточной схемы утилизации высоковлажных железосодержащих шламов и пылевидных отходов металлургического производства [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://c.online-expo2017.com/blog/359.html.
  9. Крикунов В.Г, Кравченко Ю.С., Криворучко В.В., Крикунова О.В. Лабораторний практикум по ґрунтознавству – Біла Церква, 2003. – 166 с.
  10. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв: 2-е изд. – М.: Изд-во Московского университета, 1970. – 488 с.
  11. Основи та підвалини будинків і споруд. Грунти. Методи лабораторного визначення гранулометричного (зернового) та мікроагрегатного стану. ДСТУ Б В.2.1-19:2009 – [Чинний від 2009-12-22] – К.: Мінрегіонбуд України,
  12. Основи та підвалини будинків. Грунти. Методи лабораторного визначення коефіцієнта фільтрації. ДСТУ Б В.2.1-23:2009. – [Чинний від 2010-10-01] – К.: Мінрегіонбуд України,
  13. Анализ минерального сырья / [ред. Ю.Н. Книпович, Ю.В. Морачевского]. – Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959. – 143 с.
  14. Якість грунту. Попереднє обробляння зразків для фізико-хімічного аналізу: ДСТУ ISO 11464-2007 – [Чинний від 2007-12-24] – К.: Держспоживстандарт України, 2012. – 8 с.
  15. Сборник методик выполнения измерений массовой концентрации ионов меди, свинца, кадмия, цинка, висмута, марганца, никеля и кобальта, массовой концентрации формальдегида, ацетальдегида, метанола и диэтиленгликоля, методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА» – М.: ООО«Эконикс-Эксперт», 2004.
  16. «ВА-95». Версия программы управления анализатором Экотест-ВА, совместимая с MS- WINDOWS (версия 95 и выше). Руководство оператора – Москва: ООО «Эконикс- Эксперт», 2004. – 35 с.
  17. Почвенно-гидрологические константы [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.sel-hoz.ru/articles/articles_2817.html.
  18. Кравченко В. А. Методические указания и справочный материал для составления курсового проекта (работы) по системе применения удобрений в севооборотах [Електронний ресурс] / В. А. Кравченко – Режим доступу до ресурсу: http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/124/56124/27087?p_page=2.
  19. Удельный вес грунтов [Електронний ресурс] // Специальные виды работ в строительстве– Режим доступу до ресурсу: http://svaika.ru/udelniy-ves-gruntov.
  20. Основи та підвалини будинків. Грунти. Класифікація. ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) – К.: Державний комiтет України у справах мiстобудування i архiтектури, 1997. – 47 с.
  21. Белицина Г. Д. Почвоведение / Г. Д. Белицина. – Москва: Высшая школа, 1988. – 400 с.
  22. Шкварук М. М. Грунтознавство / М. М. Шкварук, М. І. Шкварук. – Київ: Вища школа, 1976. – 320 с.
  23. Почвенная кислотность и щелочность, буферность почв [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://cozyhomestead.ru/rastenia_1639.html.
  24. Кислотность. Щелочность. Буферность почв [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://studopedia.ru/11_103044_kislotnost-shchelochnost-bufernost-pochv.html.
  25. Основания, фундаменты и подземные сооружения / [М. И. Горбунов-Посадов, В. А. Ильичев, В. И. Крутов и др.]. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с. – (Справочник проектировщика).
  26. Железные руды [Електронний ресурс] // Горная энциклопедия – Режим доступу до ресурсу: http://www.mining-enc.ru/zh/zheleznye-rudy/.
  27. Руды железные товарные необогащенные. Общие технические условия: ГОСТ Р 52939- 2008 – [Действителен с 2008-07-15] – М.: Стандартинформ, 2008. – 6 с.
  28. Руди залізні та марганцеві. Види та властивості продукції. Терміни та визначення: ДСТУ 2552-94 – [Чинний з 1995-07-01] – К.: Держстандарт України, 1994 –55