Обесцвечивание отбросных фильтратов производства органических красителей осаждением с продуктом конденсации карбамида и формальдегида
Современная технология органических красителей использует в среднем 225 м3 воды для производства 1 т красителя [ 1], что связано в первую очередь с проведением в водных растворах основных реакций синтеза, а также с операциями промывки готового продукта водой или водными же растворами кислот, солей и щелочей. В результате лишь одно анилинокрасочное предприятие [1] сбрасывает в сутки свыше 3600 м3 сильно окрашенных сточных вод, содержащих кроме того более 110 т неорганических и около 17 т органических соединений. Принципы безотходной технологии настоятельно требуют создания способов производства красителей с использованием неводных растворителей. Вместе с тем актуальной остается разработка эффективных способов очистки сточных вод. Известные способы физико-химической очистки экстракцией, адсорбцией, осаждением с использованием коагулянтов и флокулянтов, мембранные и электролитические методы разделения в большинстве случаев могут обеспечить в конечном счете лишь деструкцию примесей сточных вод. Сравнительно в редких случаях (или с весьма большими затратами) удается осуществить рекуперацию определенного вещества из весьма сложного по составу стока, многие компоненты которого претерпевают необратимые изменения. Широко используемая биохимическая очистка (обычно вместе с хозяйственно-бытовыми водами) часто требуют длительной адаптации или выращивания специальных культур микроорганизмов, эффективных и устойчивых в засоленных водах с большим количеством токсичных органических примесей. При этом обычно не удается в достаточной степени провести обесцвечивание очищаемой воды. Указанные обстоятельства требуют создания новых способов физико-химической очистки (в частности, обесцвечивания) одновременно направленных на рекуперацию ценных (например, цветных) компонентов в новых, может быть и не свойственных анилинокрасочной промышленности, товарных продуктах. Цель работы – ознакомление с обесцвечиванием сбросных маточников (фильтратов) производства органических красителей осаждением их с продуктом конденсации карбамида и формальдегида. Указанные маточники с содержанием красителя 5-10 г/л обычно ответственны за окрашивание суммарного стока, поэтому и требуют обесцвечивания на локальных установках до смешения с общим стоком. Первой стадией [2] реакции карбамида (меламина, дициандиамида и др.) с формальдегидом является присоединение последнего к амидной группе с образованием метильных производных: H2N-CO-NH2 + CH2O «H2N-CO-NHCH2OH Монометилолмочевина Одновременно в равновесном растворе могут находиться ди-, три- и даже тетраметилмочевины. Метилольные производные взаимодействуют между собой, образуя линейные полимеры. При изменении условий (температуры, рН) может происходить возникновение метиленовых связей и дальнейшая поликонденсация: -NHCH2OH + H2N- «NH-CH2-NH- + H2O, приводящая к возникновению пространственных структур – к сшиванию, желатинизации, отверждению. Проведение таких процессов в среде, окрашенной органическими красителями сточной воды (фильтрата) приводит к дополнительным химическим взаимодействиям и осаждению с продуктом поликонденсации красителя и некоторых других компонентов. Получаемая «надсмольная» вода в значительной степени обесцвечивается, отфильтрованный продукт после сушки и измельчения может быть использован как товарный красочный лак или тонер в рецептуре эмалевых, масляных, водоэмульсионных и других красок, а также для окрашивания пластмасс и других органических материалов. Оборудование и реактивы: Оборудование: Фотоэлектроколориметр марки КФ-2; Весы аналитические 2 кл точности и разновесы к ним; и механической мешалкой с электроприводом, регулируемым с помощью лабораторного автотрансформатора; Ртутный термометр Лабораторный рН-метр Водяной термостат с регулированием температуры; Водоструйный насос. Сушильный шкаф Посуда: Мерная колба на100 мл для приготовления основного раствора красителя
|