KINETICS OF HEAVY METALS LEACHING FROM SLUDGE OF METALLURGICAL PRODUCTION
Keywords:
physical properties, sludge, rate constant, leaching, filtration factor, silicate analysis, chemical composition.Abstract
The paper presents data on experimental research of the chemical composition and physical properties of metallurgical sludge. In order to assess the environmental hazard of groundwater contamination due to operation of the slurry cards processes of heavy metals water leaching have been studied. Experimental simulation of atmospheric precipitation impact on the sludge with the removal of the extracted substances from the system is worked out. The direction and speed of the process is set by the experimenter. Taking into account chemical theory of solution experimental data has been described according to formal kinetics for an irreversible process. Chemical composition of the sludge has been studied. It consists generally from Fe3O4 (57-58%) and CaO (11-12%). Physical properties of the sludge are similar to sandy and sandy loam soils, and grain-size composition is similar to silty sand soil. The filtration factor for sludge is 1,02×10–5±0,12×10–5 m×s–1. The volume of water-leachable heavy metals from the sludge is assessed. It varies in the range from 0,017% for Zn to 6,8 % for Cu. The amount of annual flow of heavy metals into the underground aquifer owing to leaching from the sludge is 45-90 kg of lead, zinc, and iron, 140-250 kg of copper, 650-1225 kg of manganese, that does not exceeding 0,002-0,12% of natural runoff via Dnipro river. Therefore slurry cards are not the main source of groundwater and surface water contamination with heavy metals due to minor volume and low speed of leaching.
References
Наноструктурные образования в процессах обогащения железооксидно-карбонатно- силикатных металлургических шламов / [И. М. Коваленко, И. Г. Ковзун, З. Р. Ульберг и др.]. // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології. – 2008. – №2. – С. 443–478.
Лотош В. Е. Переработка отходов природопользования / В. Е. Лотош. – Екатеринбург: УрГУПС, 2002. – 463 с.
Коваленко А. М. О шламах газоочисток доменного и сталеплавильного производств / А.М. Коваленко. // Европейский журнал передовых технологий. – 2012. – №2. – С. 4–7.
Состав и обогатимость металлургических шламов / [В. В. Филенко, С. Н. Тырышкина, В. В. Иванченко и др.]. // Геолого-мінералогічний вісник Криворізького національного університету. – 2005. – №2. – С. 109–112.
Фитостимулирующие эффекты металлургического шлама на растения подсолнечника (helianthus) [Електронний ресурс] / [Д. В. Кузнецов, С. Э. Кондаков, Г. И. Чурилов и др.] // Современные проблемы науки и образования. – 2012. – Режим доступу до ресурсу: http://www.science-education.ru/111-10109.
Использование шламов [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://studopedia.org/1-44654.html.
Электронномикроскопическое исследование клеток растений кукурузы [Електронний ресурс] / [А. А. Гусев, А. В. Шуклинов, О. А. Акимова и др.] // Науковедение. – 2013. – Режим доступу до ресурсу: http://naukovedenie.ru/PDF/03tvn513.pdf.
Разработка бесcточной схемы утилизации высоковлажных железосодержащих шламов и пылевидных отходов металлургического производства [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://c.online-expo2017.com/blog/359.html.
Крикунов В.Г, Кравченко Ю.С., Криворучко В.В., Крикунова О.В. Лабораторний практикум по ґрунтознавству – Біла Церква, 2003. – 166 с.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв: 2-е изд. – М.: Изд-во Московского университета, 1970. – 488 с.
Основи та підвалини будинків і споруд. Грунти. Методи лабораторного визначення гранулометричного (зернового) та мікроагрегатного стану. ДСТУ Б В.2.1-19:2009 – [Чинний від 2009-12-22] – К.: Мінрегіонбуд України, 2010.
Основи та підвалини будинків. Грунти. Методи лабораторного визначення коефіцієнта фільтрації. ДСТУ Б В.2.1-23:2009. – [Чинний від 2010-10-01] – К.: Мінрегіонбуд України, 2010.
Анализ минерального сырья / [ред. Ю.Н. Книпович, Ю.В. Морачевского]. – Л.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959. – 143 с.
Якість грунту. Попереднє обробляння зразків для фізико-хімічного аналізу: ДСТУ ISO 11464-2007 – [Чинний від 2007-12-24] – К.: Держспоживстандарт України, 2012. – 8 с.
Сборник методик выполнения измерений массовой концентрации ионов меди, свинца, кадмия, цинка, висмута, марганца, никеля и кобальта, массовой концентрации формальдегида, ацетальдегида, метанола и диэтиленгликоля, методом вольтамперометрии на вольтамперометрическом анализаторе «Экотест-ВА» – М.: ООО «Эконикс-Эксперт», 2004.
«ВА-95». Версия программы управления анализатором Экотест-ВА, совместимая с MS-WINDOWS (версия 95 и выше). Руководство оператора – Москва: ООО «Эконикс-Эксперт», 2004. – 35 с.
Почвенно-гидрологические константы [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.sel-hoz.ru/articles/articles_2817.html.
Кравченко В. А. Методические указания и справочный материал для составления курсового проекта (работы) по системе применения удобрений в севооборотах [Електронний ресурс] / В. А. Кравченко – Режим доступу до ресурсу: http://window.edu.ru/catalog/pdf2txt/124/56124/27087?p_page=2.
Удельный вес грунтов [Електронний ресурс] // Специальные виды работ в строительстве – Режим доступу до ресурсу: http://svaika.ru/udelniy-ves-gruntov.
Основи та підвалини будинків. Грунти. Класифікація. ДСТУ Б В.2.1-2-96 (ГОСТ 25100-95) – К.: Державний комiтет України у справах мiстобудування i архiтектури, 1997. – 47 с.
Белицина Г. Д. Почвоведение / Г. Д. Белицина. – Москва: Высшая школа, 1988. – 400 с.
Шкварук М. М. Грунтознавство / М. М. Шкварук, М. І. Шкварук. – Київ: Вища школа, 1976. – 320 с.
Почвенная кислотность и щелочность, буферность почв [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://cozyhomestead.ru/rastenia_1639.html.
Кислотность. Щелочность. Буферность почв [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://studopedia.ru/11_103044_kislotnost-shchelochnost-bufernost-pochv.html.
Основания, фундаменты и подземные сооружения / [М. И. Горбунов-Посадов, В. А. Ильичев, В. И. Крутов и др.]. – М.: Стройиздат, 1985. – 480 с. – (Справочник проектировщика).
Железные руды [Електронний ресурс] // Горная энциклопедия – Режим доступу до ресурсу: http://www.mining-enc.ru/zh/zheleznye-rudy/.
Руды железные товарные необогащенные. Общие технические условия: ГОСТ Р 52939-2008 – [Действителен с 2008-07-15] – М.: Стандартинформ, 2008. – 6 с.
Руди залізні та марганцеві. Види та властивості продукції. Терміни та визначення: ДСТУ 2552-94 – [Чинний з 1995-07-01] – К.: Держстандарт України, 1994 – 55 c.
