Korchuganova, Olena; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Afonina, Iryna; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Prygorodov, Pavlo; PJSC “LINIK” Sverdlova str., 371, Lysychansk, Ukraine, 93100, Mokhonko, Victoriya; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Kanarova, Krystyna; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Korchuganova, Olena; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Afonina, Iryna; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, Prygorodov, Pavlo; PJSC “LINIK” Sverdlova str., 371, Lysychansk, Ukraine, 93100, Mokhonko, Victoriya; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400, and Kanarova, Krystyna; Volodymyr Dahl East Ukrainian National University Tsentralnyi ave., 59а, Severodonetsk, Ukraine, 93400
The given research is devoted to the development of the technology of utilization of lime-softening sludge to obtain calcium nitrate.Water treatment waste by chemical composition differs from natural raw materials such as limestone, which is traditionally used to obtain calcium nitrate. Sludge obtained at the stage of lime-softening contains about 70% calcium carbonate, a fairly large amount of iron, which enters the precipitate with solutions of coagulants, as well as organic impurities. Organic impurities come from river water and precipitate as a result of coagulation.The process of extracting calcium by the acid solution is stable. The results are well reproduced on two kinds of waste from different enterprises. This is explained both by the high dissolution rate of calcium carbonate in nitric acid, and the similar chemical composition of the waste.Not only calcium compounds, but also iron ones together with the organic component of liming sludge fall into the solution. A process scheme is proposed for cleaning the solution, which should include the stages of oxidation of the solution and subsequent precipitation of iron.The concentration of iron in the experimental solutions was up to 6 g/l. With the help of the calculations of the precipitate-solution equilibrium, it has been stated that iron in the area of low concentrations of nitric acid precipitates in the solution, and calcium stays in it. The decrease of the acid concentration was carried out by the addition of pure calcium carbonate.Kinetic studies of the process of iron precipitation on model solutions of iron (III) nitrate have been carried out. The second-order kinetic equation is obtained. The calculation of the process activation energy is available in the paper. The value of the energy is ~37 kJ/ mole, which is the evidence of the precipitation process in the transition area. The undissolved residue contains about 40% iron and can be used to obtain coagulants.Thus, the application of the proposed, Исследование посвящено разработке технологии утилизации известкового шлама водоподготовки с получением кальциевой селитры.Установлено, что отходы водоподготовки по химическому составу отличаются от природного сырья – известняка, который традиционно используют для получения кальций нитрата. Шлам, получаемый в процессе известкования воды, содержит около 70 % кальций карбоната, достаточно большое количество железа, попадает в осадок с растворами коагулянтов, а также, органические примеси. Органические примеси поступают с речной водой и осаждаются в результате коагуляции.Процесс извлечения кальция раствором кислоты является устойчивым. Результаты хорошо воспроизводились на двух видах отходов различных предприятий. Это объясняется как высокой скоростью растворения кальций карбоната в азотной кислоте, так и схожим химическим составом отходов.В раствор попадают не только соединения кальция но и железа и органическая составляющая шламов известкования. Для очистки раствора предложена схема процесса, в которую должны входить стадии окисления раствора и последующего осаждения железа.Концентрация железа в экспериментальных растворах составляла до 6 г/л. С помощью расчетов равновесия осадок – раствор установлено, что в области низких концентраций азотной кислоты железо будет выпадать в раствор, а кальций в нем оставаться. Уменьшение концентрации кислоты проводили добавлением чистого кальций карбоната.Проведено кинетические исследования процесса осаждения железа на модельных растворах железо (III) нитрата. Получено кинетическое уравнение второго порядка. Рассчитана энергия активации процесса, значение которой ~ 37 кДж/моль свидетельствует о протекании процесса осаждения в переходной области. Нерастворившийся остаток содержит около 40 % железа и может использоваться для получения коагулянтов.Применение предложенного метода позволит наиболее полно использовать отходы водоподготовки, Дослідження присвячено розробці технології утилізації вапняного шламу водопідготовки з одержанням кальцієвої селітри.Встановлено, що відходи водопідготовки за хімічним складом відрізняються від природної сировини – вапняку, який традиційно використовують для одержання кальцій нітрату. Шлам, що утворюється на стадії вапнування води містить близько 70 % кальцій карбонату,досить велику кількість заліза, що потрапляє до осаду з розчинами коагулянтів, та органічні домішки. Органічні домішки надходять з річковою водою і осаджуються в результаті коагуляції.Процес вилучення кальцію розчином кислоти – сталий. Результати добре відтворювались на двох видах відходів різних підприємств. Це пояснюється як високою швидкістю розчинення кальцій карбонату в нітратній кислоті, так і схожим хімічним складом відходів.До розчину потрапляють не тільки сполуки кальцію але й заліза та органічна складова шламів вапнування. Для очищення розчину запропоновано схему процесу, до якої повинні входити стадії окиснення розчину та наступного осадження заліза.Концентрація заліза в експериментальних розчинах складала до 6 г/л. За допомогою розрахунків рівноваги осад – розчин з’ясовано, що в області низьких концентрацій нітратної кислоти залізо буде випадати в розчин, а кальцій в ньому лишатися. Зменшення концентрації проводили додаванням чистого кальцій карбонату.Проведено кінетичні дослідження процесу осадження заліза на модельних розчинах залізо (ІІІ) нітрату. Одержано кінетичне рівняння другого порядку. Розраховано енергію активації процесу, значення якої ~ 37 кДж/моль свідчить про перебіг процесу осадження в перехідній області. Залишок містить близько 40 % заліза і може застосовуватися для одержання коагулянтів.Застосування запропонованого методу дозволить найбільш повно використовувати відходи водопідготовки