Испытание лабораторной установки для получения окислителя - феррата натрия, в процессе электроактивационной обработки щелочных растворов. Оптимизация технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия. Проведение химического анализа ионов тяжелых металлов.

Научно-технический отчет содержит 84 страницы, 25 рисунков, 42 формул, 7 таблиц, 15 литературных источников по этапу 3: «Испытание лабораторной установки для получения окислителя - феррата натрия, в процессе электроактивационной обработки щелочных растворов. Оптимизация технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия. Проведение химического анализа ионов тяжелых металлов».Электросинтез реагента-окислителя, сточные воды гальванопроизводства, реагентная очистка, газометрический способ, фотометрический способ, ионы тяжелых металлов. Объектом исследования на данном этапе работ является лабораторная установка для проведения процесса электрохимического синтеза реагента-окислителя – щелочного раствора феррата натрия, щелочной раствор феррата натрия, полученный путем электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия, и сточные воды гальванопроизводства.Цель работы – проведение испытаний лабораторной установки для получения окислителя – феррата натрия, в процессе электроактивационной обработки щелочных растворов; оптимизация технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия; разработка технологии очистки сточных вод гальванопроизводства, предусматривающей использование реагента-окислителя – феррата натрия, и установление ее эффективности в результате проведения химического анализа ионов тяжелых металлов в исходных и очищенных сточных водах.В процессе работы были проведены испытания лабораторной установки для получения окислителя - феррата натрия, определены оптимальные значения технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия и разработана технология очистки сточных вод гальванопроизводств, предусматривающая использование реагента-окислителя.В ходе выполнения НИОКР получены следующие результаты:Определены математические зависимости величины электрического сопротивления Ry (Ом) лабораторной установки для получения окислителя – щелочного раствора феррата натрия и удельной электропроводности ϰ_y (Ом·см)-1 ее электрохимической ячейки, работающей в режимах с установленной неселективной мембраной и без нее, от концентрации электролита c (г/л) и его температуры T (°С).Показано, что кинетика процесса распада феррата натрия описывается уравнением реакции первого порядка, и определены величины констант скорости распада феррата натрия в щелочном растворе в процессе его хранения k_p (ч^(-1)). Получены математические зависимости величины концентрации феррата натрия c_ф (г/л) в щелочном растворе, прошедшем электроактивационную обработку в лабораторной установке, от величины плотности тока i (А/м2) и концентрации электролита c_э (%) и определены величины коэффициентов выхода по току феррата натрия K_в.Установлено, что технологический прием предварительной электроактивационной обработки водного раствора гидроксида натрия в лабораторной установке позволяет получить реагент-окислитель – щелочной раствор с концентрацией феррата натрия c_ф=10 г/л, использование которого в процессе нейтрализационной очистки стоков гальванопроизводства позволяет увеличить эффект удаления ионов тяжелых металлов с Э=67,65-99,35% до Э=99,71-99,98%.Разработаны методики определения концентрации феррата натрия в щелочном растворе, прошедшем электроактивационную обработку в лабораторной установке газометрическим и фотометрическим способом.Степень внедрения: разработаны эскизный проект и конструкторская документация на лабораторную установку для получения окислителя – феррата натрия; произведено изготовление, сборка и испытание лабораторной установки; определены оптимальные значения технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия; разработана и установлена эффективность технологии очистки сточных вод гальванопроизводств.Эффективность созданной установки и получаемого с ее помощью реагента-окислителя, определяется высоким окислительным потенциалом феррата натрия (E=+2,2В), величина которого превышает значение окислительного потенциала озона (E=+2,07В), и имеет наибольшее значение среди современных реагентов-окислителей.Область применения: созданная установка предназначена для электроактивационной обработки крепких растворов гидроксида натрия, позволяющей получить реагент-окислитель – щелочной раствор феррата натрия, используемый в технологическом процессе нейтрализационной очистки гальваностоков от ионов тяжелых металлов.Степень полноты и успешности выполнения работ по этапу - работы по этапу были выполнены в полном объеме согласно календарного плана. В процессе работы были проведены испытания лабораторной установки для получения окислителя – феррата натрия, определены оптимальные значения технологических параметров процесса электроактивационной обработки раствора гидроксида натрия, разработана технология очистки сточных вод гальванопроизводства, предусматривающая использование реагента окислителя – феррата натрия, и установлена ее эффективность.