| |||||
МЕНЮ
| Исследование возможности извлечения редких металлов из золы-уноса ТЭЦ (MS Word 97)p> Правила работы с едкими веществами. Едкие вещества (кислоты, щелочи), попадая на кожу, вызывают ожоги. В лаборатории для оказания первой помощи должна быть аптечка, а также растворы борной кислоты, бикарбоната натрия и перманганата калия. 2.3. Приборы и посуда 1. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 №838440. Рабочий диапазон длин волн 315-980 нм. Пределы измерения оптической плотности от 0 до 1,5. 2. Термостат ЕЗЕ №3178. 3. Мешалка механическая РМ-70/30, рабочее напряжение 220В, сила тока 4. Весы аналитические А-3/200. Точность измерения 10-4 г, заводской номер 133051. 5. Весы технические. Точность измерения 10-1 г. 6. Плитка электрическая, рабочее напряжение 220 В. 7. Муфельная печь ПМ-8 №42048. Напряжение 220 В, ток переменный, максимальная температура 1100(C, частота 50 Гц, мощность 1,8 кВт. 8. Стаканы термостойкие вместимостью 100, 250, 400, 1000 см3. 9. Колбы мерные вместимостью 50, 100, 200, 250, 1000 см3. 10. Пипетки мерные вместимостью 5, 10, 20, 25 см3. 11. Цилиндры мерные вместимостью 10, 100 см3. 12. Колбы плоскодонные термостойкие вместимостью 100 см3. 13. Фарфоровая ступка. 14. Фарфоровые тигли. 2.4. Реактивы 1. Соляная кислота HCl, х.ч. 2. Азотная кислота HNO3, х.ч. 3. Серная кислота H2SO4, х.ч. 4. Ортофосфорная кислота H3PO4, х.ч. 5. Кислота сульфосалициловая 2-водная C7H6O6S(2H2O, х.ч. 6. Аммиак NH3, х.ч. 7. Ледяная уксусная кислота CH3COOH, х.ч. 8. Гидроокись натрия NaOH, х.ч. 9. Железоаммонийные квасцы (NH4)2SO4(Fe2(SO4)3(24H2O, ч.д.а. 10. Аммоний сернокислый (NH4)2SO4, ч.д.а. 11. Натрий уксуснокислый CH3COONa, ч.д.а. 12. Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты), ч.д.а. 13. Метаванадиевокислый аммоний NH4VO3, ч.д.а. 14. Вольфрамовокислый натрий 2-водный Na2WO4(2H2O, ч.д.а. 15. Титан треххлористый TiCl3, ч.д.а. 16. Родамин В (тетраэтилдиамино-о-карбоксилфенилксантенилхлорид), ч.д.а. 17. Толуол C7H8, ч.д.а. 18. Бутилацетат C6H12O2, ч.д.а. 2.5. Методики анализов
Метод основан на том, что сульфосалициловая кислота или её натриевая
соль образует с солями железа окрашенные комплексные соединения. Причем в
слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями Fe Реактивы: 1. Сульфосалициловая кислота, 10%-ный раствор, или сульфосалицилат натрия, насыщенный раствор. 2. Аммиак, разбавленный раствор. Смешивают 200 мл концентрированного аммиака и 300 мл дистиллированной воды. 3. Стандартный раствор соли железа. Растворяют 0,8634 г
железоаммонийных квасцов в дистиллированной воде, к раствору добавляют В 1 мл раствора содержится 0,01 мг железа. Ход определения общего содержания железа. В коническую колбу вместимостью 50 мл наливают 10 мл анализируемой воды. В этом объеме должно содержаться от 1 до 10 мкг железа, что соответствует концентрациям от 0,1 до 1 мг/л. Более концентрированные по содержанию железа сточные воды предварительно разбавляют в мерной колбе так, чтобы содержание железа в 10 мл полученного раствора было в указанных пределах. Затем в пробирку приливают 5 мл раствора сульфосалициловой кислоты и 5 мл раствора аммиака. Измеряют оптическую плотность полученного раствора на длине волны 420- Содержание железа находят по градуировочному графику, для построения которого наливают из микробюретки 1-10 мл стандартного раствора, разбавляют до 10 мл дистиллированной водой и продолжают как при анализе пробы. Построение градуировочного графика. Были приготовлены реактивы как указано в методике. Взяли 2,0; 4,0; 6,0; Таблица 2.5.1. Зависимость оптической плотности растворов от концентрации железа |С, мкг/мл |0,4 |0,8 |1,2 |1,6 |2,0 | Статистическая обработка проводилась на ЭВМ по методу наименьших квадратов. Получено уравнение регрессии: y=2,3(10-1x rт=0,878, rр=1,000 b=2,3(10-1(1,3(10-2. Рисунок 2.5.1. Градуировочный график поглощения растворов железа 2.5.2. Фотометрическое определение алюминия с алюминоном [40] Метод основан на способности иона Al3+ образовывать с алюминием красное труднорастворимое комплексное соединение. Реакция осуществляется при pH=4,9 в присутствии сульфата аммония. 1. Приготовление основного стандартного раствора с концентрацией 2. Приготовление рабочего стандартного раствора с концентрацией 3. Приготовление раствора сульфата аммония. 50,0 г сульфата аммония растворяют в 100 мл дистиллированной воды. 4. Приготовление ацетатного буфера (pH=4,9(1). 241 г CH3COONa помещают в колбу на 1000 мл и растворяют в 500 мл дистиллированной воды. Дают раствору остыть, добавляют 155 мл ледяной уксусной кислоты, доводят объем до метки дистиллированной водой. pH буфера устанавливают потенциометрически и, при необходимости, корректируют, добавляя NaOH или CH3COOH. Для анализа исходный буферный раствор разбавляют в 10 раз дистиллированной водой. Срок хранения 3 месяца. 5. Приготовление раствора алюминона. 0,5 г алюминона растворяют в 6. Приготовление раствора гидроокиси натрия. 5,0 г NaOH растворяют в 7. Приготовление реакционной смеси. Смешивают одну объемную часть сульфата аммония с двумя частями алюминона и двадцатью двумя – разбавленного ацетатного буфера. В день анализа в необходимом объеме реакционной смеси растворяют аскорбиновую кислоту по 25 мг на каждые 25 мл реакционной смеси. Раствор можно хранить в течение 1 месяца. Проведение анализа. Проведению анализа может помешать окисное железо (Fe3+). Влияние железа массовой концентрации 0,3 мг/л и более устраняется восстановлением его аскорбиновой кислотой до закисного железа (Fe2+). В мерную колбу на 50 мл, где уже находится исследуемый раствор,
добавляют 25 мл реакционной смеси, 25-30 мг аскорбиновой кислоты, доводят
до метки дистиллированной водой. Раствор выдерживают в течении 25-30 мин. Построение градуировочного графика. Приготовление реактивов велось по методике. Взяли 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; Таблица 2.5.2. Зависимость оптической плотности растворов от концентрации алюминия Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших квадратов. Получено уравнение регрессии: y=6,9(10-1x rт=0,878, rр=1,000 b=6,9(10-1(1,2(10-2. Рисунок 2.5.2. Градуировочный график поглощения растворов алюминия 2.5.3. Фотометрическое определение ванадия [41] 1. Приготовление эталонного раствора ванадия 1000 мг/л. В стакане вместимостью 100 мл растворяют 0,5740 г метаванадиевокислого аммония в 40 мл разбавленной азотной кислоты (1:4), количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 мл и доводят до метки дистиллированной водой. 2. Приготовление рабочего эталонного раствора ванадия 50 мг/л. 5 мл эталонного раствора ванадия 1000 мг/л количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой. 3. Приготовление раствора вольфрамовокислого натрия 185 г/мл. В стакане вместимостью 50 мл растворяют 18,5 г двуводного вольфрамовокислого натрия (Na2WO4(2H2O) в горячей дистиллированной воде, охлаждают до комнатной температуры, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводят до метки дистиллированной водой. Проведение анализа. В стакан вместимостью 100 мл помещают аликвоту раствора в зависимости
от ожидаемого содержания ванадия, 2 мл разбавленной серной кислоты (1:1), Построение градуировочного графика. Приготовление растворов велось по методике. Взяли 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; Таблица 2.5.3. Зависимость оптической плотности растворов от концентрации ванадия Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших квадратов. Получено уравнение: y=6,3(10-2x rт=0,811, rр=0,999 b=6,3(10-2(3,1(10-3. Рисунок 2.5.3. Градуировочный график поглощения растворов ванадия 2.5.4. Фотометрическое определение галлия [42] Метод основан на образовании ионного ассоциата хлоргаллата родамина B и
измерении оптической плотности его экстрактов. Интенсивная красно-
фиолетовая окраска экстракта обеспечивает чувствительный способ определения
малых количеств галлия. В этих условиях аналогично реагируют Sb (V), Au Al, Zn, Cu, Ta и In не дают окраски при экстракции толуолом. Реактивы: 1. Кислота соляная, 6-н. раствор. 2. Титан треххлористый, раствор, разбавленный концентрированной соляной кислотой 1:1. 3. Родамин B, 0,5%-ный раствор в 6-н. растворе соляной кислоты. 4. Смесь толуола с бутилацетатом. Готовят смешением толуола с бутилацетатом в соотношении 2:1. 5. Галлий металлический. Приготовление стандартных растворов галлия. 1. Раствор А. Навеску галлия массой 0,1 г растворяют в 10 мл 6-н. раствора соляной кислоты при нагревании с добавлением нескольких капель пергидроля. Полученный раствор выпаривают досуха. Остаток снова растворяют в 6-н. растворе соляной кислоты, раствор переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки и перемешивают. 1 мл раствора А содержит 1000 мкг галлия. 2. Раствор Б. Отбирают пипеткой 10 мл раствора А и переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки и перемешивают. 1 мл раствора Б содержит 100 мкг галлия. 3. Раствор В. Отбирают пипеткой 10 мл раствора Б и переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки и перемешивают. 1 мл раствора В содержит 10 мкг галлия. 4. Раствор Г. Отбирают пипеткой 10 мл раствора В и переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доливают 6-н. раствором соляной кислоты до метки и перемешивают. 1 мл раствора Г содержит 1 мкг галлия. Проведение анализа. В мерную колбу вместимостью 50 мл (или делительную воронку вместимостью Нулевой раствор готовят следующим способом: в мерную колбу вместимостью Построение градуировочного графика. Приготовление реактивов велось по методике. Взяли 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; Таблица 2.5.4. Зависимость оптической плотности растворов от концентрации галлия Статистическая обработка проводилась на ЭВМ с помощью метода наименьших квадратов. Получено уравнение регрессии: y=3,7(10-2+2,5(10-2x rт=0,878, rр=0,983 a=3,7(10-2(5,7(10-2 b=2,5(10-2(8,6(10-3 Рисунок 2.5.4. Градуировочный график поглощения растворов галлия 2.5.5. Методика определения кремния [43]. При растворении плава в соляной кислоте выделяется кремниевая кислота: Na2SiO3+2HCl(2NaCl+H2SiO3( Некоторая часть образовавшейся кремниевой кислоты остается в растворе в виде гидрозоля. Чтобы перевести ее полностью в осадок, раствор плава выпаривают и оcтаток от выпаривания высушивают, при этом золь кремниевой кислоты переходит в гель. При прокаливании до 1000(C кремнекислота теряет воду, превращаясь в кремниевый ангидрид: H2SiO3[pic]SiO2+H2O( Выполнение определения. Раствор в фарфоровой чашке после выщелачивания плава разбавляют 10%-ным
раствором соляной кислоты до объема 150 мл и выпаривают досуха на водяной
бане (избегать разбрызгивания). Затем добавляют 10 мл соляной кислоты (пл. Содержимое чашки охлаждают и осторожно смачивают 15 мл HCl (пл. 1,19),
прибавляя ее по каплям. Покрывают чашку часовым стеклом и оставляют стоять Для удаления невидимых на белом фоне чашки оставшихся крупинок
кремнекислоты чашку протирают маленьким кусочком фильтровальной бумаги,
который присоединяют к осадку (№1) на фильтре. Фильтрат количественно
переносят в ту же чашку, в которой проводилось выпаривание, и вторично
выпаривают досуха и до удаления запаха HCl. После охлаждения сухой остаток
в чашке смачивают по каплям соляной кислотой (пл. 1,19) в количестве 5- Вторичной обработкой фильтрата достигают более полного перевода золя кремнекислоты в осадок. Фильтрат №1 сохраняют для дальнейшего анализа, а осадок №2 на фильтре присоединяют вместе с фильтром к ранее выделенному осадку №1 кремнекислоты. Общий осадок кремнекислоты вместе с фильтрами озоляют вначале при
низкой температуре во взвешенном и прокаленном платиновом или фарфоровом
тигле на пламени газовой горелки, помещая тигель на асбестовую сетку, затем
на голом огне, постепенно увеличивая пламя. Под конец прокаливают до
постоянной массы в муфельной печи (в течение 30-50 мин при t=1000-1100(C). 2.5.6. Выполнение сплавления и растворения навески силиката (золы) [43] Для сплавления навеску испытуемого материала (золы) в количестве 0,5- После этого тигель вносят в разогретую до 200-300(C муфельную печь и
медленно нагревают до 800-900(C в течение 30-40 мин. Затем при данной
температуре выдерживают 1,5 ч. После охлаждения тигля плав переносят в
фарфоровую чашку емкостью 200-250 мл и растворяют в 30-40 мл HCl (1:1). Содержимое чашки охлаждают и осторожно смачивают небольшим количеством 2.6. Методики эксперимента 2.6.1. Методика обескремнивания В стеклянный термостойкий стакан вместимостью 1000 мл помещается 800 мл
щелочного раствора концентрацией 200 г/л. Раствор термостатируется до 80(C. 2.6.2. Методика щелочной и кислотной обработки Обработка золы проводится в термостойком стакане вместимостью 250 мл. 2.6.3. Методика электрохимического выщелачивания Для исследования была собрана электрохимическая ячейка: В электрохимическую ячейку помещается серная кислота или раствор едкого натра объемом 200-250 мл и концентрацией 100-400 г/л и, при необходимости, термостатируется. После этого в ячейку помещается навеска (20-25 г) обескремненной золы, включается механическая мешалка и электролизер. Сила тока задается в пределах 1-10 А. 3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Отработка методики анализа на содержание ванадия Ванадий определялся по методике ГОСТ 10364-90. Она предусмотрена для определения ванадия (V). Но в наших опытах при электролизе ванадийсодержащих растворов ванадий может перейти в более низкую степень окисления (III, IV). Поэтому нами предварительно отрабатывалась методика окисления ванадия. Опыты проводились с модельными растворами NH4VO3, которые готовились
следующим образом. Навеска NH4VO3 массой 0,5740 г растворялась в растворе Затем этот раствор восстанавливали цинком при кипячении в течение 0,5 ч
до V(II) фиолетовой окраски. Анализ показал содержание ванадия Для окисления V(II) до V(V) использовалась концентрированная азотная кислота в расчете 5 мл HNO3 на 100 мл раствора. Анализ окисленного раствора по методике показал значение 49,9(2,3 мг/л. |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||
|