Abstract
Осветление и сгущение промышленных пульп и сточных вод, содержащих минеральные взвеси и ионы тяжёлых металлов, осложняется высокой агрегативной устойчивостью тонкодисперсных частиц, значительной ионной силой среды и снижением эффективности органических полиэлектролитов в кислых и высокоминерализованных растворах. В данной работе разработан и исследован неорганический композиционный флокулянт на основе бентонита Сарыагашского месторождения, модифицированного полиядерными гидроксокомплексами Al– Fe–Mn. На основе термодинамического анализа построена pH–T-диаграмма эволюции форм существования комплексов Al–Fe–Mn, позволившая выделить три характерные области: аквакомплексов, полиядерных гидроксоформ и гидроксидных фаз. Установлено, что оптимальные условия синтеза соответствуют pH ≈ 7 и температуре 45 °C, при которых формируются устойчивые полиядерные алюможелезо-марганцевые гидроксокомплексы с высокой флокуляционной активностью. Структурные особенности синтезированных образцов исследованы методами ИК-спектроскопии и спектрофотометрии A(t). Показано, что при pH 7 наблюдается образование связей Al–O и Fe–O, а также частичное включение Mn в структуру гидроксоформ, что сопровождается увеличением скорости коагуляции и эффективностью образования плотных флокул. Коагуляционно-флокуляционные свойства оценивали методом jar-test на модельных суспензиях и модельной пульпе, содержащей пирит, кварц, каолинит и ионы Cu²+ и Fe²+. Установлено, что оптимальная доза флокулянта составляет 125 мг/л, при которой достигается эффект осветления до 91 %. Флокулянт сохраняет высокую эффективность (E ≥ 85 %) при pH ≥ 4,0, что позволяет снизить расход нейтрализующих реагентов и повысить экономичность процесса очистки. Предложенный композиционный флокулянт может быть рекомендован для очистки промышленных сточных вод и гидрометаллургических пульп различного состава.