Научно-исследовательская работа изучения физических процессов образования кристаллов солей серной кислоты при переработке отхода химического производства кислых стоков и отхода золы лузги подсолнечника

X Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Научно-исследовательская работа изучения физических процессов образования кристаллов солей серной кислоты при переработке отхода химического производства кислых стоков и отхода золы лузги подсолнечника

Сидорова Н.Л. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия №14 имени первого лётчика-космонавта Юрия Алексеевича Гагарина города Ейска муниципального образования Ейский район
Брацславская Е.В. 1Шумилова О.Ю. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение гимназия №14 имени первого лётчика-космонавта Юрия Алексеевича Гагарина города Ейска муниципального образования Ейский район
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение.

Фи́зика (природа)—область естествознаниянаука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Знания физики процессов, происходящих в природе, постоянно расширяются и углубляются. Большинство новых открытий вскоре получают технико-экономическое (практическое, промышленное) применение.

Результатом развития современного общества является образование огромного количества опасных производственных отходов.Общественная проблема образования и накопления опасных отходов является масштабной и охватывает практически все сферы природы, общества и экономики.

Автором настоящей научно-исследовательской работы формулируется теория: переработка опасного производственного отхода и/или нейтрализация одного опасного производственного отхода другим опасным отходом.

Тео́рия — учение, система идей или принципов. Является совокупностью обобщенных положений, образующих науку или её раздел.

В настоящей научно-исследовательской работе автором описывается создание природоподобной технологии переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и нейтрализации её щелочным раствором опасного производственного отхода кислых стоков с производством солей (кристаллов) сульфатов серной кислоты.

Актуальность: поиск решения общественной проблемы переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и кислых стоков, упразднения риска негативного воздействия на окружающую среду в результате накопления и захоронения, указанных опасных производственных отходов.

Рассмотрение степени научной разработанности проблемы: автором проведено изучение существующих изобретений переработки отхода золы лузги подсолнечника, в частности: (RU2572876, 2016) [1]; (CN104591197, 2015) [2]; (RU2252819, 2005) [3]; (RU2601925) [4], иные источники. Недостатком данных способов является отсутствие возможности производства водного щелочного раствора золы лузги подсолнечника.

Аналогов, в которых была бы описана предлагаемая технология (способ) производства сульфатов серной кислоты, в уровне техники не обнаружено.

Цель научно-исследовательской работы: разработать способ промышленной переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и нейтрализации кислых стоков с производством из указанных отходов кристаллов сульфатов серной кислоты (солей серной кислоты).

Задачи: 1) Изучить способ переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника; 2) Изучить физические процессы образования кристаллов солей серной кислоты (сульфатов) при переработке опасного промышленного отхода золы лузги подсолнечника и кислых стоков.

Гипотеза: применение естественных физико-химических свойств опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и кислых стоков, направленных на переработку (нейтрализацию данных отходов) с производством востребованных обществом продуктов передела данных опасных отходов (сульфатов серной кислоты).

Новизна исследования: автором описано и запатентовано изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» патент №2648697 [5], приложение №1. Изучена возможность применения в промышленности природоподобной технологии, переработки опасного отхода золы лузги подсолнечника с производством: водного щелочного раствора; соли калия К2СО3; многофункционального очищенного и вымытого осадочного вещества; нейтрализации кислых стоков с образованием кристаллов сульфатов.

Объект исследования:опасный производственный отход зола лузги подсолнечника и опасный производственный отход кислые стоки.

Предмет исследования: свойства образования кристаллов солей сульфатов серной кислоты.

Методы: 1) Производство водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника с разными качественными характеристиками. 2) Производство из водного щелочного раствора полученного из золы лузги подсолнечника и кислых стоков кристаллов солей сульфатов серной кислоты.

Основная часть.

В настоящей научно-исследовательской работе автором описываются теоретические, лабораторные и практические изыскания, сделанные автором по поиску возможности выращивания кристаллов солей серной кислоты (сульфатов) полученных из водного щелочного раствора, образованного из опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и кислых стоков.

Глава I. Способ промышленной переработки золы лузги

подсолнечника.

Изучение возможности производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.

В теоретическую основу переработки опасного отхода промышленного производства золы лузги подсолнечника заложено естественное свойство указанного отхода: растворение золы подсолнечной лузги водой Н2О (растворение содержащихся в золе водорастворимых веществ).

В результате растворения золы образуются две фракции: жидкая –водный щелочной раствор и нерастворимая твёрдая фракция (осадок) – многофункционального очищенного и вымытого осадочного вещества.

На фото представлены эпизоды опытов по производству щелочного раствора из золы лузги подсолнечника и определение значения рН среды водного раствора произведённого из золы лузги подсолнечника.

Определение навески золы

Определение рН среды раствора

   

В концепцию выращивания кристаллов соли (сульфатов) серной кислоты из опасного произведённого отхода золы лузги подсолнечника и опасных производственных отходов кислых стоков заложены естественные физико-химические свойства исследуемых опасных производственных отходов.

Основываясь на физико-химических свойствах, промышленных отходов, автором предлагается и описывается природоподобная технология переработки золы лузги подсолнечника и нейтрализации кислых стоков с производством солей серной кислоты (сульфатов) из водного щелочного раствора полученного из золы лузги подсолнечника и промышленных кислых стоков (отходов).

Зола лузги подсолнечника относится к четвёртому классу опасности [11].

Кислые стоки относится к второму классу опасности [11].

Изготовленные водные растворы из золы лузги могут и должны применятся в производстве на практике при следующих технологиях в масложировой отрасли и иных отраслях, в частности: нейтрализации кислых стоков; нейтрализации свободных жирных кислот; производство моющих и чистящих средств; и так далее.

Сульфаты серной кислоты могут и должны применятся как удобрения.

Автором проводились опыты с получением водного щелочного раствора имеющим качественный показатель рН среды, в частности: 09,50; 11.70; 13,80, (другие качественные показатели). Автором предлагается рассматривать концепцию, включающую в себя понимание естественных физико-химических свойств отходов масложировой промышленности золы лузги подсолнечника, и кислых стоков направленных на производство сульфатов серной кислоты.

Результатом внедрения в практику предлагаемой концепции является:

1) Понимание возможности переработки опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника и нейтрализации кислых стоков, получения при переделе данных опасных отходов солей серной кислоты (сульфатов).

2) Отсутствие актуальности в захоронении опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника на полигонах утилизации и накопление и хранение к кислотонакопителях производственного отхода кислых стоков.

Срез статистических данных утилизации золы лузги.

В качестве примера приводится информация в таблице №1 сколько в течении года двумя предприятиями масложировой отрасли вывозится на полигон уничтожения золы лузги подсолнечника которая относится к четвёртому классу опасности отхода промышленного производства.

Таблица 1

П/№

Название региона РФ и предприятия

Аграрный год

Масса вывезенной золы лузги подсолнечника на свалку, тонн

1

Оренбургская область, «Сорочинский МЭЗ».

2018 - 2019

1 673.00

4

Воронежская область, ООО «Аквилон» МЭЗ.

2018 - 2019

1 156.00

5

Итого в течении года по двум заводам:

2018 - 2019

1673.0+1156.0 =2829.00 тонны в год.

Информация:

В 2018 году в Российской Федерации выращено и убрано порядка 11,5 миллион тонн маслосемян подсолнечника.

Примерный выход лузги подсолнечника при переделе маслосемян составляет значение порядка 16%, что соответствует значению произведённой лузги подсолнечника около 1.84 миллион тонн.

Лузга подсолнечника является прекрасным энергоносителем и при её сжигании образуется порядка двух процентов от сжигаемой массы лузги подсолнечника, золы лузги подсолнечника.

Элементарный расчёт показывает:

При сжигании в течении года 1.84 миллионов тонн лузги подсолнечника образуется масса золы примерно 36.8 тысяч тонн или в понимании около 613 железнодорожных выгонов вывезено на полигон захоронения в РФ за аграрный год.

Рассмотрение степени научной разработанности проблемы

переработки золы лузги подсолнечника.

Критическое осмысление излагаемого материала основано на сопоставлении и сравнении разных способов (технологий, методик) переработки опасного отхода масложировой промышленности золы лузги подсолнечника.

Автором проведено изучение ряда существующих изобретений переработки промышленного отхода золы лузги подсолнечника: 1) В работе описывается технология производства строительной смеси с использованием золы подсолнечника лузги (RU2572876, 2016 г.) [1]; 2) В патенте на изобретение описывается способ получения водорастворимых силикатов (CN104591197, 2015) [2]; 3) Патент на изобретение (RU 2252819, 2005) Способ утилизации лузги подсолнечной, с получением сорбента [3]; 4) Патент на изобретение (RU2601925, 2016) описан способ выщелачивания золы [4], иные источники.

Результатом проведённого анализа изложенной информации в источниках [1]-[4] переработки отхода золы лузги подсолнечника, является понимание: возможности, актуальности и целесообразности переработки данного отхода.

Предлагаемый автором способ несёт новизну изобретения.

Аналогов, в которых была бы описана предлагаемая автором технология производства водного раствора щелочей из золы образованной от сжигания лузги подсолнечника в уровне техники не обнаружено.

Оформление авторского права на изобретение.

Автором разработан описан и получен патент на изобретение «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника». В приложении №1 представлена копия патентной грамоты на изобретение.

Статус патента на изобретение автора: действующий. Срок действия исключительного права на изобретение №2648697 до 26 июля 2037 года.

Лабораторные опыты получения водного щелочного раствора

из золы лузги подсолнечника.

Информация по удельному составу золы лузги подсолнечника представлена на рисунке 1. Рисунок 1

 

Усредненный состав золы, %:

SiO2 = 2,01 CaO = 24,94 Na2O = 1,72

K2O = 33,32 MgO = 15,06 P2O5 = 7,70

 

Техническим результатом предлагаемого

Известен способ очистки растительных масел от восков, включающий вымораживание масла с добавлением вспомогательных фильтровальных порошков, выдержку масла при низкой температуре, отделение от очищенного растительного масла отработанного фильтровального порошка с воскосодержащим осадком, регенерацию отработанного фильтровального порошка, которую осуществляют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты СВЧ с частотой излучения 2450 МГц, удельной мощностью 800-1000 Вт/кг в течение 8-15 мин с одновременным воздействием ультразвуком удельной мощностью 15-17 Вт/см2 с частотой колебаний 60-80 кГц, а затем его разделяют путем центрифугирования на воскосодержащий жировой продукт и регенерированный фильтровальный порошок для повторного использования последнего (RU 2523490 С1, опублик. 20.07.2014, МПК C11B 3/00).

Основным недостатком способа является то, что способ не позволяет достигнуть полного обезжиривания фильтровального порошка, поскольку после обработки порошка УЗ и СВЧ полями и центрифугирования содержание нейтрального масла в регенерируемом фильтровальном порошке снижается только до 3-5%, а содержание восковых веществ возрастает с 4-7% до 11-19%. Регенерированный фильтровальный порошок с таким высоким содержанием жира обладает пирофорными свойствами и не может утилизироваться, как отходы V класса.

Известен способ безотходной утилизации отработанных диатомитовых (кизельгуровых) и перлитовых фильтровальных порошков, используемых при производстве рафинированных растительных масел (RU 2347805 С2 МПК C11B 3/00 опубл. 10.03.2008). Способ включает в себя предварительное частичное отделение жировосковой смеси путем перемешивания отработанного порошка с маслом при температуре 90-110°C и фильтрации полученной суспензии на фильтрпрессе под давлением. Затем частично очищенный фильтровальный порошок подвергается экстрагированию с использованием в качестве экстрагента изопропилового спирта, что позволяет доводить остаточную масличность фильтровальных порошков до значений 0,2-2,0%.

Данный способ сложный, поскольку многостадийный и дорогостоящий, требует значительных затрат на специальное экстракционное оборудование из-за пожароопасности процесса. Не позволяет надежно достигнуть полного обезжиривания отработанного фильтровального порошка.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ регенерации отработанного фильтрующего материала, получаемого при очистке подсолнечного масла от восков, заключающийся в том, что разделяют отработанный фильтрующий материал (перлит, кизельгур или порошковую целлюлозу) на регенерированный фильтрующий материал и регенерированное подсолнечное масло, обогащенное восками, при этом через неподвижный слой отработанного фильтрующего материала, помещенного на сетку с размерами ячеек не более 0,15 мм, пропускают органический растворитель - метилендихлорид (CH2Cl2), причем температура слоя материала и проходящего через него метилендихлорида составляет не ниже 35°C, и последующую отгонку остаточного метилендихлорида из слоя материала проводят при водной влажности материала не менее 5% масс. (RU 2488425 С2, МПК7 B01D 41/02, C11B 3/10, опублик. 27.07.2013).

Основными недостатками этого способа является:

- при отгонке растворителя от обезжиренного фильтрующего порошка при температуре 105°C в присутствии воды метилендихлорид частично гидролизуется, при этом выделяется газообразный хлор и хлористый водород, вызывающие коррозию оборудования, создающие опасность для окружающей среды и способные взаимодействовать с ненасыщенными компонентами масла, образовывая хлорпроизводные соединения;

- способ не позволяет полностью удалять из отработанного фильтрующего порошка воски и другие высокоплавкие компоненты масла, поскольку метилендихлорид имеет высокую полярность (диэлектрическая проницаемость ε=8,29 при 40°C) и температуру кипения в два раза ниже (40,1°C), чем температура плавления восков (72-89°C).

Техническим результатом предлагаемого

Известен способ очистки растительных масел от восков, включающий вымораживание масла с добавлением вспомогательных фильтровальных порошков, выдержку масла при низкой температуре, отделение от очищенного растительного масла отработанного фильтровального порошка с воскосодержащим осадком, регенерацию отработанного фильтровального порошка, которую осуществляют в электромагнитном поле сверхвысокой частоты СВЧ с частотой излучения 2450 МГц, удельной мощностью 800-1000 Вт/кг в течение 8-15 мин с одновременным воздействием ультразвуком удельной мощностью 15-17 Вт/см2 с частотой колебаний 60-80 кГц, а затем его разделяют путем центрифугирования на воскосодержащий жировой продукт и регенерированный фильтровальный порошок для повторного использования последнего (RU 2523490 С1, опублик. 20.07.2014, МПК C11B 3/00).

Основным недостатком способа является то, что способ не позволяет достигнуть полного обезжиривания фильтровального порошка, поскольку после обработки порошка УЗ и СВЧ полями и центрифугирования содержание нейтрального масла в регенерируемом фильтровальном порошке снижается только до 3-5%, а содержание восковых веществ возрастает с 4-7% до 11-19%. Регенерированный фильтровальный порошок с таким высоким содержанием жира обладает пирофорными свойствами и не может утилизироваться, как отходы V класса.

Известен способ безотходной утилизации отработанных диатомитовых (кизельгуровых) и перлитовых фильтровальных порошков, используемых при производстве рафинированных растительных масел (RU 2347805 С2 МПК C11B 3/00 опубл. 10.03.2008). Способ включает в себя предварительное частичное отделение жировосковой смеси путем перемешивания отработанного порошка с маслом при температуре 90-110°C и фильтрации полученной суспензии на фильтрпрессе под давлением. Затем частично очищенный фильтровальный порошок подвергается экстрагированию с использованием в качестве экстрагента изопропилового спирта, что позволяет доводить остаточную масличность фильтровальных порошков до значений 0,2-2,0%.

Данный способ сложный, поскольку многостадийный и дорогостоящий, требует значительных затрат на специальное экстракционное оборудование из-за пожароопасности процесса. Не позволяет надежно достигнуть полного обезжиривания отработанного фильтровального порошка.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ регенерации отработанного фильтрующего материала, получаемого при очистке подсолнечного масла от восков, заключающийся в том, что разделяют отработанный фильтрующий материал (перлит, кизельгур или порошковую целлюлозу) на регенерированный фильтрующий материал и регенерированное подсолнечное масло, обогащенное восками, при этом через неподвижный слой отработанного фильтрующего материала, помещенного на сетку с размерами ячеек не более 0,15 мм, пропускают органический растворитель - метилендихлорид (CH2Cl2), причем температура слоя материала и проходящего через него метилендихлорида составляет не ниже 35°C, и последующую отгонку остаточного метилендихлорида из слоя материала проводят при водной влажности материала не менее 5% масс. (RU 2488425 С2, МПК7 B01D 41/02, C11B 3/10, опублик. 27.07.2013).

Основными недостатками этого способа является:

- при отгонке растворителя от обезжиренного фильтрующего порошка при температуре 105°C в присутствии воды метилендихлорид частично гидролизуется, при этом выделяется газообразный хлор и хлористый водород, вызывающие коррозию оборудования, создающие опасность для окружающей среды и способные взаимодействовать с ненасыщенными компонентами масла, образовывая хлорпроизводные соединения;

- способ не позволяет полностью удалять из отработанного фильтрующего порошка воски и другие высокоплавкие компоненты масла, поскольку метилендихлорид имеет высокую полярность (диэлектрическая проницаемость ε=8,29 при 40°C) и температуру кипения в два раза ниже (40,1°C), чем температура плавления восков (72-89°C).

Техническим результатом предлагаемого

В качестве исходного материала для производства водного щелочного раствора требуемого качества и кристаллов средней соли сульфатов серной кислоты применялась зола лузги подсолнечника, выработанная в разных регионах РФ на разных предприятиях, так в частности: ООО «Сорочинский маслоэкстракционный завод» Оренбургская область; ОАО «Урюпинский маслоэкстракционный завод» Волгоградская область; ООО «Аквилон маслоэкстракционный завод» Воронежская область.

Серия опытов, производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника.

Анализ изменения рН среды полученного водного раствора щелочей из золы лузги подсолнечника в различных соотношениях пропорций золы и водного растворителя (Н2О), при одинаковых условиях.

Цель. Понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения дозировки золы и изменении количества подаваемого водного растворителя, при одинаковых условиях. Шаг увеличения дозировки золы в 50 грамм. Шаг уменьшения дозировки растворителя 100 миллилитров.

Результат. Изменение массы золы составляло от 50 грамм до 200 грамм (шаг изменения 50 грамм); изменение растворителя от 600 миллилитров до 300 миллилитров (шаг изменения 100 миллилитров) в таблице №2 представлен результат четырех опытов; рН среды (09.50, 11.70, 13.80, 14.00).

Вывод. При одинаковых условиях смешивания, отстаивания водного раствора золы, отсутствии теплового и электрического воздействия на водный раствор золы достигается получение водного раствора щелочей требуемого значения рН среды.

Итог. Автором достигнуто понимание как изменяется рН среды щелочного раствора от изменения дозировки золы и изменении количества подаваемого водного растворителя, при одинаковой температуре и времени перемешивания. Результат опыта №1, представлен в таблица №2. Таблица №2

№/

П

Количество золы, гр.

Количество водного раствора, мл

Температура растворителя, 0С

Раствор щелочи, рН

1

50.(+/-0.10)

600.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

09.5 (+/-0.10)

2

100. (+/-0.1)

500.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

11.7 (+/-0.10)

3

150. (+/-0.1)

400.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

13.8 (+/-0.10)

4

200. (+/-0.1)

300.0 (+/-0.10)

+ 25.0 (+/-0.10)

14.0 (+/-0.10)

Молекулярный состав щёлочи полученной из золы лузги подсолнечника, представлен на рисунке 2. Рисунок 2

Вывод к главе №I.

Проведённые автором серии опытов производства водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника при разных исходных данных показывают на возможность производства водного щелочного раствора с требуемым значением рН среды и иными характеристиками.

Автором описано и запатентовано изобретение «Способ переработки золы лузги подсолнечника», опасного производственного отхода. Патент на изобретение № 2648697.

Глава II. Лабораторные изыскания изучения природы физических

процессов образования кристаллов солей серной кислоты

(сульфатов) из кислых стоков и щелочного раствора,

полученного из золы лузги подсолнечника.

2.1. Описание физических механизмов образования кристаллов.

Образование кристаллов происходит в определенном физическом пространстве (среде), кристаллических веществ, обусловлены особым расположением большого числа атомов.

Известно, что электромагнитное взаимодействие между атомами заставляет атомы объединяться и формировать разные типы кристаллической решетки. В этом процессе главную роль играет электростатическая энергия взаимодействия зарядов.

Атомные оболочки обладают определенной "симметричностью" и поэтому атомы объединяются как правило в весьма симметричные структуры.

       

В настоящее время по характеру связи атомов выделяют 5 типов кристаллов: 1) ионные кристаллы; 2) ковалентные кристаллы; 3) металлические кристаллы; 4) молекулярные кристаллы с водородными связями; 5) Ван-дер-Ваальсовы кристаллы.

Ионные кристаллы формируются под влиянием электростатического притяжения разноименно заряженных и отталкивания одноименно заряженных ионов.

Каждый положительно заряженный К+ стремится окружить себя отрицательно заряженными ионами, а отрицательные ионы окружают себя положительными ионами.

2.2. Итог серии лабораторных опытов выращивания солей серной кислоты

(сульфатов) из водного щелочного раствора, полученного из золы

лузги подсолнечника и кислых стоков.

2.2.1. Первая серия опытов образования сульфатов серной кислоты.

Образец золы лузги подсолнечника, взят на ООО «Сорочинском маслоэкстракционном заводе» выработанный в 2020.

Образование водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника (выщелачивание).

А) Условие: взято 250 грамм золы, которые разбавлены двумя литрами воды при температуре близкой к 1000С.

Б) Качественные характеристики образованного водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника при первом выщелачивании: значение рН среды = 13,12; плотность раствора = 1,047 г/см3; массовая доля основного вещества = 5,40%.

В) Качественные характеристики опасного производственного отхода кислых стоков, стоки отобраны на маслоэкстракционном заводе: значение рН среды = 0,98; плотность раствора = 1,019 г/см3; массовая доля основного вещества (Н2SО4) = 3,00%.

Г) Реакция нейтрализации: взято 250 миллилитров кислых стоков с указанными качественными характеристиками; взято 200 миллилитров водного щелочного раствора с указанными качественными характеристиками; произведён купаж (А + Б = 250 + 200) = 450 миллилитров нейтрального раствора, рН среды близкое к значению 7,00.

Д) Операция удаление избыточной влаги, выращивание кристаллов солей серной кислоты: масса брутто сосуда с солью после удаления влаги, составила: 232,30 грамм; масса тары ёмкости равняется 215,10 грамм; масса нетто соленного вещества (232,30 – 215,10) = 17,20 грамм.

Е) Условная натуральная масса соли составила: в 15 миллилитрах объёма содержится 17.20 грамма образованных солей (сульфатов).

2.2.2. Вторая серия опытов образования сульфатов серной кислоты.

Результат образования кристаллов солей серной кислоты при нейтрализации промышленных кислых стоков водным щелочным раствором, произведённым по способу, описанному автором в патенте на изобретение №2648697 «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника».

А) Условие приготовление водного щелочного раствора (первое выщелачивание):600 грамм золы разбавлены двумя литрами воды при температуре 200С (+/-20С); объём воды 500 миллилитров соответствует массе воды при температуре примерно 200С примерно 466.00 грамм; объём раствора 500 миллилитров после первого выщелачивания; объём раствора после первого выщелачивания 500 миллилитров соответствует массе 513.8 грамм; разница масс объёма 500 мл. раствора и 500 мл. воды составила (513.80 – 466.0 = 47.80 грамм).

Качественные характеристики полученного водного щелочного раствора по способу, описанному автором в изобретении №2648697 (первое выщелачивание): - значение рН среды = 14.20; - плотность раствора = 1.350 г/см3; - массовая доля щёлочи КОН = 27.10%.

Качественные характеристики промышленных кислых стоков, принятых к опыту нейтрализации: - значение рН среды = 0,98; - плотность раствора = 1,019 г/см3; - массовая доля основного вещества (Н2SО4) = 3,00%.

На фото представлены эпизоды опытов реакции нейтрализации кислых стоков водным щелочным раствором, полученным из золы лузги подсолнечника.

На фото представлены эпизоды получения водного щелочного раствора из золы лузги подсолнечника и образования кристаллов солей серной кислоты.

       
     

Б) Рассчитываем массу образованных солей сульфатов из 800 миллилитров нейтрального раствора образованного при реакции нейтрализации опасного производственного отхода кислых стоков с указанными качественными характеристиками водным щелочным раствором образованного после первого выщелачивания золы лузги подсолнечника при указанных условиях с указанными качественными характеристиками.

Масса брутто сосуда составила 258.10 грамм. Масса тары сосуда 213.80 грамм. Масса нетто кристаллов соли сульфатов серной кислоты (258.10 – 213.80) = 44.30 грамм.

Вывод к главе №II:

Проведённые автором серии опытов выращивания кристаллов солей серной кислоты (сульфатов) показывает на возможность и актуальность переработки опасного производственного отхода, золы лузги подсолнечника и нейтрализации опасного производственного отхода кислых стоков водным щелочным раствором, полученным по описанному автором изобретении в патенте № 2648697 с производством кристаллов солей серной кислоты (сульфатов).

Заключение.

Основным итогом настоящей научно-исследовательской работы является: понимание практической возможности и востребованности применение заявленного изобретения производства водного раствора щёлочи из золы лузги подсолнечника с последующей нейтрализации таковым опасного производственного отхода кислых стоков с образованием кристаллов солей серной кислоты (сульфатов).

Автором описано и запатентовано изобретение патент №2648697.

Предлагаемый способ позволяет применить природоподобную, безотходную технологию производства водного раствора щёлочи, из опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника, с производством соли К2СО3, смеси сульфатов серной кислоты (К2SO4; Na2SO4; CaSO4 иные сульфаты) при нейтрализации опасного производственного отхода кислых стоков и многофункционального очищенного и вымытого осадочного вещества.

Описана в настоящей научно-исследовательской работе природоподобная технология, когда использование качественных физико-химических характеристик опасного производственного отхода золы лузги подсолнечника выявляет возможность нейтрализовывать произведённым водным щелочным раствором кислые стоки промышленных предприятий.

Возможно производство в РФ солей сульфатов серной кислоты в количестве порядка 25 тысяч тонн в год, из указанных опасных отходов что приведёт к снижению экологической нагрузки на окружающую среду.

В настоящей научно-исследовательской работе решены сформулированные задачи и достигнута поставленная цель.

Автором рекомендовано рассмотреть описанную природоподобную технологию на действующих предприятиях для внедрения в практику запатентованного способа.

В настоящее время ряд предприятий масложировой отрасли рассматривают описанную технологию с целью внедрения в практику.

Использованная литература.

Патент на изобретение описывающий способ (технологию) производства строительной смеси с использованием золы подсолнечника лузги (RU2572876, 2016 г.).

Патент на изобретение описывающий способ получения водорастворимых силикатов из золы рисовой шелухи (CN104591197, 2015).

Патент на изобретение (RU 2252819, 2005) способ утилизации лузги подсолнечной, с получением сорбента.

Патент на изобретение (RU2601925, 2016) описан способ выщелачивания золы котла-утилизатора.

Патент на изобретение. «Способ промышленной переработки золы лузги подсолнечника» №2648697. / Н.Л. Сидоров. – М., 2017.

Патент на изобретение. «Способ переработки отработанного фильтровального порошка, используемого при производстве растительного масла», заявка №2018103334 / М.:, 01.11.2018.

Патент. Способ безотходной утилизации отработанных диатомитовых и перлитовых фильтровальных порошков, используемых при производстве рафинированных растительных масел. / А.С. Цатурян. – М.:, 2009.

Патент на изобретение. Способ очистки, отработанной масляной смазочно-охлаждающей жидкости. RU 2062294 / М., 1996.

Патент. Способ разложения устойчивой жировой эмульсии – отходов кислотной очистки жиров и природных восков, утилизация отходов кислотной очистки жиров и природных восков осуществляют разложением на составляющие компоненты. RU 2052261 / М., 1996.

Способ обезжиривания отработанных фильтровальных порошков, полученных при рафинации растительных масел, номер охранного документа 0002581526 от 20.04.2016. / И.В. Шведов. – М., 2016.

Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО 2017) утвержден Приказом Росприроднадзора от 22.05.2017 N 242 (взамен ФККО 2016).

Приложение 1.

Просмотров работы: 79