Исследование механизма удаления фосфатов электросталеплавильным шлаком

Abstract

Одним из эффективных методов очистки сточных вод от фосфатов является применение сорбционных материалов. Целью работы было оценить вклад хемосорбции и реакций с участием ионов металлов, переходящих в воду при ее контакте с сорбционным материалом, в качестве которого использовался электросталеплавильный шлак (ЭШ), в механизм удаления фосфатов. Установлено, что основным путем удаления фосфатов ЭШ является их связывание в виде труднорастворимых соединений на основе кальция. В результате гидролиза соединений кальция с поверхности шлака в жидкой фазе образуется гидроксид кальция, связывающий фосфаты в осадок, частицы которого могут задерживаться в фильтрующей загрузке на основе ЭШ. Определены знак поверхностного заряда и размер частиц малорастворимых фосфатов кальция, формирующихся в процессе очистки. Показано, что дзета-потенциал и размер частиц зависят от исходной концентрации фосфатов. Рост концентрации фосфатов в диапазоне 2–8 мгР/дм3 приводит к увеличению размеров частиц от 0,94 до 4,06 мкм, а также к увеличению их дзета-потенциала от 3,5 мВ до 11,8 мВ, при этом знак поверхностного заряда – отрицательный. Для ЭШ фракцией 5–10 мм определено предельное количество кальция, который может переходить в раствор с единицы массы шлака, – 23,4 мг/г, что составляет 13% от его общего содержания, на основе которого рассчитана предельная емкость ЭШ по фосфору, составляющая 20 мгР/г.