5.4.Реагентные методы выделения загрязняющих веществ в виде малорастворимых и нерастворимых соединений.

Известно, что вещества условно можно разделить на растворимые, малорастворимые и практически нерастворимые. Растворимость первых составляет примерно 1г вещества в 100 мл растворителя (воды) или приблизительно 0,1М по катиону, а последних - менее 0,1г вещества в 100 мл растворителя или примерно 0,01М по катиону. Вещества, занимающие промежуточное положение между ними, называют малорастворимыми. ( В химической и экологической литературе нередко используют термин "труднорастворимые соединения", включая в него как практически нерастворимые, так и малорастворимые вещества. )

Рассмотрим, следуя Л.Полингу, основные классы нерастворимых веществ. К ним в первую очередь, относятся все гидрооксиды, за исключением гидрооксидов щелочных металлов, аммония и бария, причем Са(ОН)₂ и Sr(OH)₂ - малорастворимы. Все средние карбонаты и фосфаты нерастворимы, за исключением соответствующих соединений щелочных металлов и аммония. Все сульфиды. за исключением сульфидов щелочных и щелочноземельных металлов, нерастворимы.

Для очистки производственных сточных вод от соединений тяжелых цветных металлов. и в первую очередь, от соединений Сu, Ni, Co, Zn, Pb, Cd, Hg их осаждают в виде соответствующих гидрооксидов, сульфатов, либо карбанатов. Растворимость вышеуказанных соединений может быть охарактеризована также произведением растворимости. В табл.4.4 представлены величины для произведений растворимости основных гидроксидов, сульфатов и карбонатов тяжелых цветных металлов.

Таблица 5.20

Значения констант произведения растворимости при комнатной температуре

Карбонаты	Кпр	Карбонаты	Кпр
BaCO3	5 10-9	FeCO3	2 10-11
CaCO3	4,8 10-9	MnCO3	9 10-11
CuCO3	1 10-9	PbCO3	1 10-13
Гидроксиды	Кпр	Гидроксиды	Кпр
Al(OH)3	1 10-33	Fe(OH)3	1 10-38
Ca(OH)2	8 10-6	Mg(OH)2	6 10-12
Cd(OH)2	1 10-14	Mn(OH)2	1 10-14
Co(OH)2	2 10-16	Ni(OH)2	1 10-14
Cr(OH)3	1 10-30	Pb(OH)2	1 10-16
Cu(OH)2	6 10-20	Sn(OH)2	1 10-26
Fe(OH)2	1 10-15	Zn(OH)2	1 10-15
Сульфиды	Кпр	Сульфиды	Кпр
HgS	10-54	ZnS	10-24
CuS	10-40	FeS	10-22
CdS	10-28	CoS	10-21
PbS	10-28	NiS	10-21
SnS	10-28	MnS	10-16

Для выделения из кислых сточных вод тяжелых цветных металлов и железа используются те же реагенты, что и при нейтрализации. При этом протекают следующие реакции:

Me²⁺ + 2OH^-  Me (OH)₂  ( 5.0)

Me³⁺ + 3OH^-  Me (OH)3  ( 5.0)

Количество реагентов, (G, кг), необходимых для нейтрализации кислых сточных вол, содержащих тяжелые цветные металлы рассчитывают по следующей формуле:

G = k (a A + b₁C₁ + b₂C₂ + ........ + bn Cn), ( 5.0)

где k - коэффициент запаса расхода реагента по сравнению с теоретическим (для известкового молока k=1,1 для известкового теста и сухой извести k=1,5);

В - количество активной части в товарном продукте, %;

Q - количество сточных вод, подлежащих нейтрализации, м³;

а - расход реагента для нейтрализации, кг/кг;

А - концентрации щелочи, кг/м;

С₁,С₂,...,С_n - концентрации металлов в сточных водах, кг/м

b₁, b₂,....,b_n - расход реагентов, требуемых для перевода металлов из растворенного состояния в осадок (данные представлены в табл.5.6.)

Таблица 5.21