Очищення вод хімічним осадженням
Мінералізовані стічні води являють собою здебільшого багатокомпонентні системи, в яких розчинені різні речовини. Метод осадження дає змогу очистити воду від йонних сполук, одночасно виділивши кожний компонент окремо і перетворивши його на товарний продукт або напівпродукт. Зміст методу полягає тому, що розчинні сполуки, які містяться в очищуваній воді, взаємодіють з хімічним реагентом, який добавляють, з утворенням малорозчинних сполук гідроксидів металів, карбонатів, сульфатів, сульфідів тощо або виділення металів методами цементації та електролітичного осадження за такими схемами:
Хімічне осадження
Хімічне осадження з розчинів є різновидом кристалізації твердої фази, але на відміну від неї супроводжується хімічною реакцією. Процес зародження твердої фази в цьому разі відбувається в результаті пересичення, що виникає внаслідок перебігу хімічної реакції. Ефективне здійснення цього процесу потребує вирішення двох взаємопов'язаних завдань: повного осадження одного або кількох компонентів, що містяться в мінералізованій стічній воді, і отримання осадів із заданими фізико-хімічними властивостями.
Виділення металів Цементацією
Виділення кольорових і благородних металів з мінералізованих вод можна здійснити також методом цементації, який називають ще внутрішнім електролізом, або контактним виділенням металу. Цементацією називають процес витіснення з розчинів йонів одного металу іншим, при цьому перший з них переходить з йонного стану в металічний, а другий – з металічного в іонний
Електролітичне виділення металів
Електролітичне виділення металів з водних розчинів під дією електричного струму завжди відбувається за більш електронегативного потенціалу ніж рівноважний потенціал ег відповідного металу за даних умов. За сучасними уявленнями, процес електрокристалізації можна поділити на основні стадії:
• доставка йонів, що розряджаються, з об'єму електроліту до поверхні електрода; в цій стадії йони проходять крізь дифузійний шар до зовнішньої межі дифузної частини подвійного електричного шару;
• перехід йонів на межі фаз від електроліту до металу – стадія, що охоплює часткову десольватацію йонів металів, проходження їх крізь подвійний електричний шар і перетворення йонів на адсорбовані йони та атоми. На цій стадії відбувається електрохімічна реакція, в якій йони, частково втрачаючи сольватну або гідратну оболонку, адсорбуються поверхнею електрода і нейтралізуються електронами;
• дифузія атомів (іонів) на поверхні електрода до місць росту і побудови кристалічних ґраток. Велике значення в процесі електролітичного виділення металів має якість осадів. Вони повинні бути щільними, безпористими, гладенькими і в деяких випадках блискучими. Якість осадів залежить від катодної поляризації, яка підвищується Із збільшенням густини струму. Більш якісні осади утворюються за більшої густини струму. Проте за високих густин струму в катодному процесі часто виникають ускладнення: виділення водню і різке зниження виходу за струмом, а також утворення гідроксидів. Тому густину струму встановлюють залежно від властивостей електроліту, концентрацій солі виділюваного металу йонїв Гідрогену в розчині, температури та інтенсивності перемішування.