Анотація до роботи:

Хромишева О.О. Вилучення іоногенних поверхнево-активних речовин із водних розчинів методом осаджувальної та сорбційної мікрофлотації. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.11 – колоїдна хімія. – Інститут біоколоїдної хімії ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено встановленню колоїдно-хімічних закономірностей вилучення іоногенних ПАР із водних розчинів методами осаджувальної та сорбційної мікрофлотації в порівнянні з методом пінного фракціонування та розробці, на базі одержаних даних, ефективних способів очищення техногенних розчинів, що містять ПАР. Виявлено найбільш ефективні способи колоїдно-хімічного впливу на цей процес, які дозволяють не тільки різко підвищити його ефективність, але й керувати ним.

Експериментально підтверджена можливість інтенсифікації процесу флотаційного вилучення ПАР (хлориди алкіламонію та алкілпіридинію, ГІПХ-3а, цетазол, піназолін, ДДСН і сульфонол НП-3) шляхом введення в їхні розчини неорганічних осаджувачів (калій гексацианоферат (ІІІ, ІІ)) або сорбентів (калій-манган гексаціаноферат (ІІ), н-октадекан, силіцій оксид, ферум (III) гідроксид та алюміній гідроксид) дозволяє рекомендувати їх для покращання якості флотаційного очищення техногенних розчинів, забруднених ПАР. Термодинамічно обґрунтовано використання алкілсульфатів натрію в якості ефективних осаджувачів та одночасно флотаційних збирачів досліджуваних катіонних ПАР.

Проведено систематичні дослідження і встановлено закономірності адсорбції іоногенних ПАР на межі розділу фаз розчин ПАР – тверде тіло для пояснення та прогнозування ефективності проведення процесу їхнього вилучення із водних розчинів методом сорбційної мікрофлотації.

Розроблено новий флотаційний спосіб вилучення катіонних ПАР (ГІПХ-3а, цетазол, піназолін) за допомогою сорбенту – раковини морських молюсків.

На підставі виявлених закономірностей запропоновано використання флотації для очищення стічних вод машинобудівних, олійноекстракційних та лакофарбових підприємств.

1. Проведено систематичні дослідження з визначення колоїдно-хімічних закономірностей флотаційного вилучення іоногенних ПАР з водних розчинів (природа та концентрація ПАР, значення рН середовища, температура, природа та концентрація електролітів), на основі яких визначено оптимальні умови проведення процесу. Вперше науково обґрунтовано та доведено доцільність використання осаджувальної та сорбційної мікрофлотації для вилучення досліджуваних іоногенних ПАР із водних та техногенних розчинів.

2. Вперше визначена розчинність продуктів взаємодії катіонних ПАР з алкілсульфатами натрію (сублатів), які вилучаються з розчинів при різних температурах і домішках електролітів; розраховано вільну енергію Гіббса (), ентальпію () і ентропію (), що мають місце в процесі розчинення. Низьке значення теплоти розчинення (2,1-16,6 кДж/моль) свідчить про невеликий вплив температури на розчинність сублатів. Здійснений термодинамічний аналіз процесу утворення сублатів дозволяє визначати оптимальну довжину вуглеводневого радикалу осаджувача.

3. Встановлено, що введення у розчини катіонних ПАР алкілсульфатів натрію та проведення процесу в режимі осаджувальної мікрофлотації розширює діапазон значень рН оптимальних для їхнього флотаційного вилучення, збільшує ступінь флотаційного вилучення на 15-20 % та скорочує тривалість флотації до 5-6 хв у порівнянні з пінним фракціонуванням.

4. Показано важливу роль адсорбції іоногенних ПАР твердими сорбентами (калій-манган гексаціаноферат (ІІ), н-октадекан, силіцій оксид, ферум (ІІІ) гідроксид, алюміній гідроксид) в процесі їхнього вилучення методом сорбційної мікрофлотації. Вперше показано, що величина адсорбційно-міцелярного енергетичного співвідношення може бути мірою адсорбційної здатності ПАР на твердих сорбентах. Розраховані за ізотермами адсорбції значення вільної енергії Гіббса () достатньо великі: при адсорбції аніонних ПАР твердими сорбентами знаходяться в інтервалі від -33,7 до -35,5 кДж/моль і від -27,0 до -27,6 кДж/моль – газоподібним (повітря) сорбентом.

5. Висока ефективність методу сорбційної мікрофлотації підтверджена випробуваннями на реальних системах – стічних водах підприємств м. Мелітополя (завод тракторних гідроагрегатів, олійноекстракційний завод, завод лаків та фарб).