From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 82497 10.52957/27821900_2021_04_18 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Electrochemical method for producing magnetite for wastewater treatment Электрохимический способ получения магнетита для очистки сточных вод Калаева Сахиба Зияддин кзы Kalayeva Sahiba Ziyaddin kizi kalaevasz@ystu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Маркелова Надежда Леонидовна Markelova Nadezhda Leonidovna

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Геннадьева Алена Максимовна Gennadyeva Alena Maksimovna Калаев Рамиль Эйвазович Kalaev Ramil Eyvazovich Копылова Вероника Евгеньевна Kopylova Veronika Evgen'evna Ярославский государственный технический университет Yaroslavl State Technical University 23 12 2021 23 12 2021 2 4 18 24 28 09 2021 09 12 2021 https://chemintech.ru/en/nauka/article/82497/view

В результате расширяющихся направлений применения магнитных жидкостей встает необходимость получения в большом количестве магнетита. Наиболее распространенным способом получения магнетита является химическая конденсация как из чистых компонентов, так и из железосодержащих отходов машиностроительных производств. Магнетит, полученный из отходов производства, не уступает по качеству магнетиту, полученному из чистых компонентов. Кроме того, себестоимость такого магнетита значительно ниже. В статье описывается электрохимический способ получения магнетита для очистки сточных вод гальванического производства из отходов раскроя листов (стружки) стали. В качестве электролита был выбран раствор хлорида натрия. В статье приведены основные стадии получения электрохимического магнетита, результаты измерения намагниченности насыщения образцов дисперсного магнетита. Измерения проводились при комнатной температуре с использованием вибрационного магнитометра в магнитных полях до 1 Тл. Получен мессбауэровский спектр образца электрохимического магнетита. Магнетит, полученный электрохимическим методом, применялся при очистке промывных сточных вод гальванического производства в качестве адсорбента ионов меди. В работе представлен химизм процесса адсорбции ионов меди магнетитом и схема метода очистки. Исследования адсорбционной очистки сточных вод гальваники от ионов меди показали высокую эффективность 92,0-98,4%.

As a result of the expanding directions of application of magnetic liquids, it becomes necessary to obtain a large amount of magnetite. The most common method of obtaining magnetite is its chemical condensation, both from pure components and from iron-containing waste of machine-building industries. Magnetite obtained from waste is as high as magnetite obtained from pure components. In addition, the cost of such magnetite is much lower. The article describes an electrochemical method for obtaining magnetite for wastewater treatment of electroplating production from the waste of cutting sheets of steel. A solution of sodium chloride was chosen as the electrolyte. The article presents the main stages of obtaining electrochemical magnetite, the results of measuring the saturation magnetization of samples of dispersed magnetite. The measurements were carried out at room temperature using a vibrating magnetometer in magnetic fields up to 1 Tl. We obtained the Mossbauer spectrum of an electrochemical magnetite sample. Magnetite, obtained by the electrochemical method, was used for the treatment of electroplating production washing wastewater as an adsorbent of copper ions. The paper presents the process of magnetite adsorption of copper ions and the scheme of the purification method. Studies of adsorption treatment of electroplating wastewater from copper ions show the high efficiency process level up 92.0-98.4%.

 магнетит отходы раскроя листов (стружки) стали магнитная жидкость адсорбционная очистка сточных вод magnetite waste from cutting steel sheets(chips) magnetic liquid adsorption wastewater treatment

Берковский Б.М., Медведев В.Ф., Красков М.С. Магнитные жидкости. М.: Химия, 1989. 240 с. Berkovskiy B.M., Medvedev V.F., Kraskov M.S. Magnitnye zhidkosti. M.: Himiya, 1989. 240 s. Uheida A., Iglesias M., Fntas C., Hidalgo M., Salvado V., Zhang Y., Muhammed M. Sorption of palladium (ΙΙ), rhodium (ΙΙΙ), and platinum (ΙV) on Fe3O4 nanoparticles. J. Colloid and Interface Sci. 2006. V. 301. N 2. Р. 402-408. Uheida A., Iglesias M., Fntas C., Hidalgo M., Salvado V., Zhang Y., Muhammed M. Sorption of palladium (ΙΙ), rhodium (ΙΙΙ), and platinum (ΙV) on Fe3O4 nanoparticles. J. Colloid and Interface Sci. 2006. V. 301. N 2. R. 402-408. Егунова О.Р., Герман С.В., Врабие Я.А., Штыков С.Н.. Синтез монодисперсного магнетита. Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15. Вып. 4. С. 10-14. DOI: 10.18500/1816-9775-2015-15-4-10-14. Egunova O.R., German S.V., Vrabie Ya.A., Shtykov S.N.. Sintez monodispersnogo magnetita. Izv. Sarat. un-ta. Nov. ser. Ser. Himiya. Biologiya. Ekologiya. 2015. T. 15. Vyp. 4. S. 10-14. DOI: 10.18500/1816-9775-2015-15-4-10-14. Марнаутов Н.А., Комиссарова Л.Х., Татиколов А.С., Ларкина Е.А., Елфимов А.Б., Васильков О.О. Разработка оптимального способа получения однородных по химическому составу и размерам наночастиц магнетита для биомедицинских целей. Успехи современного естествознания. 2017. № 6. С. 23-27. Marnautov N.A., Komissarova L.H., Tatikolov A.S., Larkina E.A., Elfimov A.B., Vasil'kov O.O. Razrabotka optimal'nogo sposoba polucheniya odnorodnyh po himicheskomu sostavu i razmeram nanochastic magnetita dlya biomedicinskih celey. Uspehi sovremennogo estestvoznaniya. 2017. № 6. S. 23-27. Калаева С.З., Н.Л. Маркелова, В.М. Макаров. Получение магнетита восстановлением железосодержащих отходов. От химии к технологии: шаг за шагом. 2021. Т. 2. № 1. С. 79-85. DOI: 10.52957/27821900_2021_01_79. Kalaeva S.Z., N.L. Markelova, V.M. Makarov. Poluchenie magnetita vosstanovleniem zhelezosoderzhaschih othodov. Ot himii k tehnologii: shag za shagom. 2021. T. 2. № 1. S. 79-85. DOI: 10.52957/27821900_2021_01_79. Патент РФ № 2750429. Способ получения магнетита / Бибанева С.А., Пасечник Л.А., Скачков В.М. Опубл. 28.06.2021. Бюл. № 19. Patent RF № 2750429. Sposob polucheniya magnetita / Bibaneva S.A., Pasechnik L.A., Skachkov V.M. Opubl. 28.06.2021. Byul. № 19. Патент РФ № 2433956. Способ получения магнетита / Краузе Э., Рем В. Опубл. 20.11.2011. Бюл. № 32. Patent RF № 2433956. Sposob polucheniya magnetita / Krauze E., Rem V. Opubl. 20.11.2011. Byul. № 32. Патент РФ № 2461519. Способ получения магнетита с развитой поверхностью / Икаев А.М., Агаева Ф.А., Авгузарова В.А., Есиева Л.К., Дзараева Л.Б. Опубл. 20.09.2012. Бюл. № 26. Patent RF № 2461519. Sposob polucheniya magnetita s razvitoy poverhnost'yu / Ikaev A.M., Agaeva F.A., Avguzarova V.A., Esieva L.K., Dzaraeva L.B. Opubl. 20.09.2012. Byul. № 26. Патент РФ № 2610506. Способ получения наночастиц магнетита (варианты) / Гришечкина Е.В., Досовицкий А.Е., Михлин А.Л. Опубл. 13.02.2017. Бюл. № 5. Patent RF № 2610506. Sposob polucheniya nanochastic magnetita (varianty) / Grishechkina E.V., Dosovickiy A.E., Mihlin A.L. Opubl. 13.02.2017. Byul. № 5. Gordeev B.A., Maslov G.V., Okhulkov S.N., Osmekhin A.N. On Developing a Magneto-rheological Transformer That Operates in Orthogonal Magnetic Fields. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2014. V. 43. N 2. Р. 99-103. DOI: 10.3103/S105261881402006X. Gordeev B.A., Maslov G.V., Okhulkov S.N., Osmekhin A.N. On Developing a Magneto-rheological Transformer That Operates in Orthogonal Magnetic Fields. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2014. V. 43. N 2. R. 99-103. DOI: 10.3103/S105261881402006X. Беляев Е.С., Ермолаев А.Т., Титов Е.Ю., Тумаков С.Ф. Магнитореологические жидкости: технологии создания и применение: монография. М.: Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева, 2017. 94 с. Belyaev E.S., Ermolaev A.T., Titov E.Yu., Tumakov S.F. Magnitoreologicheskie zhidkosti: tehnologii sozdaniya i primenenie: monografiya. M.: Nizhegorod. gos. tehn. un-t im. R.E. Alekseeva, 2017. 94 s. Хоанг Ч.Т., Юрмазова Т.А., Вайтулевич Е.А. Магнетит с модифицированной поверхностью для водоочистки. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 8. С. 163-172. DOI: 10.18799/24131830/2019/8/2222. Hoang Ch.T., Yurmazova T.A., Vaytulevich E.A. Magnetit s modificirovannoy poverhnost'yu dlya vodoochistki. Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov. 2019. T. 330. № 8. S. 163-172. DOI: 10.18799/24131830/2019/8/2222. Лебедев А.В., Лысенко С.Н., Гилеев В.Г. Магнитная жидкость, стабилизированная полиметилсилоксаном, остается жидкой без несущей среды. Коллоидный журнал. 2020. Т. 82. № 3. С. 339-345. DOI: 10.31857/S0023291220030064. Lebedev A.V., Lysenko S.N., Gileev V.G. Magnitnaya zhidkost', stabilizirovannaya polimetilsiloksanom, ostaetsya zhidkoy bez nesuschey sredy. Kolloidnyy zhurnal. 2020. T. 82. № 3. S. 339-345. DOI: 10.31857/S0023291220030064. Ротинян А.Л. Тихинов К.И., Шошина И.А. Теоретическая электрохимия. Л.: Химия, 1981. 424 с. Rotinyan A.L. Tihinov K.I., Shoshina I.A. Teoreticheskaya elektrohimiya. L.: Himiya, 1981. 424 s. Улиг Г.Г., Реви Р.У. Коррозия и борьба с ней. Введение в коррозионную науку и технику. Л.: Химия, 1989. 456 с. Ulig G.G., Revi R.U. Korroziya i bor'ba s ney. Vvedenie v korrozionnuyu nauku i tehniku. L.: Himiya, 1989. 456 s. Кеше Г. Коррозия металлов. М.: Металлургиздат, 1984. 400 с. Keshe G. Korroziya metallov. M.: Metallurgizdat, 1984. 400 s. Захарова И.Н., Николаев В.И., Шипилин А.М. Об оценке размеров наночастиц с помощью эффекта Мессбауэра. Журнал физики твердого тела. 2001. Т. 43. Вып. 8. С. 1455-1457. Zaharova I.N., Nikolaev V.I., Shipilin A.M. Ob ocenke razmerov nanochastic s pomosch'yu effekta Messbauera. Zhurnal fiziki tverdogo tela. 2001. T. 43. Vyp. 8. S. 1455-1457. Чан Туан Хоанг, Юрмазова Т.А., Вайтулевич Е.А. Магнетит с модифицированной поверхностью для водоочистки. Изв. Томского политехн. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2019. Т. 330. № 8. С. 163-172. DOI: 10.18799/24131830/2019/8/2222. Chan Tuan Hoang, Yurmazova T.A., Vaytulevich E.A. Magnetit s modificirovannoy poverhnost'yu dlya vodoochistki. Izv. Tomskogo politehn. un-ta. Inzhiniring georesursov. 2019. T. 330. № 8. S. 163-172. DOI: 10.18799/24131830/2019/8/2222.