Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
2 results
Search Results
Item Підвищення екологічної безпеки у безвідходних технологіях переробки багатокомпонентних солевмісних матеріалів(Національний університет "Львівська політехніка", 2007) Ятчишин, Юрій ЙосиповичНа основі результатів екологічного моніторингу території впливу стебницького ДГХП "Полімінерал" встановлено, що основною причиною його згубного впливу на довкілля є неефективна технологія перероблення полімінеральних руд, що супроводжується утворенням величезної кількості відходів, які стали причиною екологічної катастрофи. В дисертації на основі інформаційних технологій розроблені і апробовані методики і алгоритми математичного моделювання політермічної міжфазної рівноваги в багатокомпонентних водно-сольових системах, зокрема на основі принципу трансляції, а також аналізу і прогнозування траєкторій ізогідричних і політермічних процесів міжфазових перетворень, як основи створення безвідходних технологій перероблення полімінеральних руд та водних солевмісних відходів. Шляхом проведення числових експериментів на ПК обґрунтована безвідходна технологія розділення сильвінітової руди, утилізації сольових компонентів стічної води содового виробництва, безвідходної конверсії у взаємній чотирикомпонентній системі. Експериментально визначені оптимальні параметри процесу виморожування мірабіліту із стебницьких розсолів, які покладені в основу проекту стендової установки для виробництва безводного сульфату натрію із стебницьких розсолів.Set on the basis of results of the ecological monitoring of territory of Stebnyk’s "Polimineral" influencing, that the principal reason of its damaging environmental impact is ineffective technology of processing of polimineral ores, which is accompanied by formation of enormous amount of wastes which became the reason of ecological disaster. The scientific work on the basis of information technologies the methods and algorithms of mathematical design of polytermic interphase equilibrium in the multicomponent water-salt systems are developed and approved. On the basis of principle of translation, and also analysis and prognostication of trajectories of izogydric and polytermic processes of interphase conversions, as bases of creation of wasteless technologies of polimineral ores and water-salt wastes processing. By conducting of numerical experiments on PC silvinit ore division wastelss technology, utilizations of salt components of sewer water of soda production, wastelss conversion in the mutual 4-componental system are investigated. The optimum parameters of mirabilit freezing process from Stebnyk brines became a part of the basis of project of the stand setting for production of waterless sulfate of sodium from Stebnyk brines.На основе результатов экологического мониторинга территории влияния Стебницких ДГХП "Полиминерал" установлено, что основной причиной его губительного влияния на окружающую среду является неэффективная технология переработки полиминеральных руд, что сопровождается образованием огромного количества отходов, которые стали причиной экологической катастрофы. Разработаны принципы и методика построения математических моделей межфазового равновесия для переменной температуры в многокомпонентных водно-соляных системах (ВСС) на основании квадратических форм. Предложена методика построения математических моделей межфазового равновесия в многокомпонентных ВСС на основании представления о том, что во всяком (n+1)-измеримом концентрационном пространстве множество фигуративных точек растворов, равновесных с отдельным минералом, образует гиперповерхность, которая при (n+1)=2 превращается в линию. В диссертации на основе информационных технологий разработаны и апробированы методики и алгоритмы математического моделирования политермического межфазового равновесия в многокомпонентных водно-солевых системах, в частности на основе принципа трансляции, а также анализа и прогнозирования траекторий изогидрических и политермических процессов межфазовых преобразований, как основы создания безотходных технологий переработки полиминеральных руд и водных соляных отходов. Путем проведения числовых экспериментов на ПК подтверждена разработанная безотходная технология разделения сильвинитовой руды, утилизации солевых компонентов сточной воды содового производства, безотходной конверсии во взаимной четырехкомпонентной системе. Из двух методов переработки полиминеральных руд – флотационного и галургического, второй отдельно, или в сочетании с первым, может стать основой безотходного производства, а также утилизации накопленных отходов. Разработанный в диссертационной работе математический аппарат, что охватывает моделирование условий межфазного равновесия и траектории процессов межфазных превращений являются научной основой таких процессов. На основе принципа трансляции разработан алгоритм альтернативного способа построения математических моделей межфазного равновесия в многокомпонентных ВСС, когда недостаточно эмпирических данных о равновесии. Разработано и апробировано математический аппарат и алгоритмы прогнозирования траекторий квазиравновесных процессов межфазовых превращений в многокомпонентных ВСС, как основы автоматизированного проектирования экологически эффективных производств и утилизации солевых отходов. Математический аппарат моделируют безотходные технологические процессы. Их можно рассматривать как сочетание изогидрического нагревания-охлаждения, изотермического выпаривания или добавления воды в систему извне, кристаллизацию минералов, растворения твердых фаз. Сочетание простых процессов является основой организации оптимальных технологий за эколого-экономическими критериями. Экспериментально определены оптимальные параметры процесса вымораживания мирабилита из Стебницких рассолов, который положен в основу проекта стендовой установки для производства безводного сульфата натрия из Стебницких рассолов.Item Одержання полімерної і дисперсної сірки кислотним розкладом натрію тіосульфату в закритій системі(Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Баранович, Дмитро СергійовичУ дисертації наведено результати досліджень, спрямованих на розроблення теоретичних основ і технології полімерної та дисперсної сірки новим методом, яка відрізняється від існуючої тим, що процес здійснюється в закритій системі. В дисертаційній роботі встановлено закономірності та кількісні залежності впливу основних технологічних параметрів на процес розкладу натрію тіосульфату хлоридною кислотою в закритій системі. Визначено закономірності та кількісні залежності впливу різноманітних чинників на поглинальну здатність розчину, якісний і кількісний склад рідкої фази в процесі абсорбції SO2 водним розчином Na2S2O3 та фізико-хімічні характеристики одержаної сірки. Запропоновано механізм кислотного розкладу натрію тіосульфату з участю сірки (IV) оксиду з отриманням полімерної та інших видів сірки. На базі одержаних закономірностей та залежностей створено новий технологічний процес одержання полімерної сірки розкладом натрію тіосульфату хлоридною кислотою під тиском і дрібнодисперсної як продукту абсорбції SO2 водним розчином Na2S2O3 і розкладу політіонових кислот, а також додаткового продукту – мірабіліту. Виконані узагальнені техніко-економічні розрахунки переконливо свідчать про економічність і екологічність розробленої технології полімерної і дисперсної сірки. На основе обзора литературы и существующих методов получения полимерной серы сделан вывод, что наибольший интерес представляет получение ее на базе натрия тиосульфата, который является многотоннажным отходом многих производств и в большей части не используется, а накапливается, имеет низкую стоимость. Привлечение этих отходов для производства полимерной серы дало бы возможность не только удешевить этот продукт, но и имеет экологическое значение. Существующей технологии получения полимерной серы свойственный существенный недостаток – половина серы, введенной вместе с Na2S2O3, преобразуется в SO2, который необходимо утилизировать. Кроме того, снижается степень использования тиосульфатной серы. Проведение данного процесса в закрытой системе даст возможность задействовать SO2, который выделяется в результате реакции, в сферу основного процесса, а также для разложения дополнительных количеств Na2S2O3. При этом возможно образование как полимерной, так и дисперсной серы, потребности в которых являются значительными. Для проведения исследований и анализов подобраны методики, спроектированы и смонтированы установки. Установлено, что натрия тиосульфат характеризуется высокой сорбционной способностью по отношению к сере (IV) оксиду – больше как 1,3 (моль SO2)/(моль Na2S2O3). Полученными экспериментальными данными показано, что хемосорбированный SO2 взаимодействует с ионами S2O32- с образованием других ионов, которые содержат атом серы. На базе проведенных исследований предложен механизм взаимодействия SO2 и Na2S2O3 в процессе образования серы через стадию образования политионовых кислот. Установлено, что без сильного кислотного агента политионаты разлагаются достаточно медленно и этот процесс происходит с образованием не полимерной серы, а ромбической модификации в виде дисперсных частиц. Установлено, что в поле действия ультразвуковых колебаний политионовые кислоты интенсивно деструктируют с образованием дисперсной серы с размером частиц 5-10 мкм. На основании выполненных исследований сделано вывод, что серы (IV) оксид, который образуется при разложении Na2S2O3 хлоридной кислотой, можно утилизировать хемосорбцией раствором натрия тиосульфата. Установлено что проводить абсорбцию целесообразно при температуре 40-450С и необходимо, чтобы количество SO2, которое абсорбируется водным раствором Na2S2O3, было больше чем 1,2 (моль SO2)/(моль Na2S2O3). Проведенными исследованиями получения полимерной серы в закрытой системе установлено, что оптимальное соотношение реагентов равно Na2S2O3 : HCl = 1,3-1,35 : 1 от стехиометрии основной реакции, а оптимальной скоростью подачи водного раствора натрия тиосульфата (390 г/л) является 50-100 дм3 Na2S2O3/хв. на 1 м3 HCl. Также на базе экспериментальных исследований установлено, что высокий выход серы и содержание полимерной модификации в ней достигается при температуре 60-650С и гидродинамических условиях, которым отвечает Reпр.=7000-11000. Экспериментально доказано, что увеличение давления в системе до момента пока не начинает скрапливатся SO2 позитивно влияет на выход серы и содержание полимерной модификации в ней. Введение в закрытую систему ПАР (синтанола ДС-10), в отличие от открытой системы, не способствует увеличению выхода серы и содержания полимерной модификации в ней, но имеет позитивный эффект, влияя на размер частиц, уменьшая дисперсность полученного продукта, облегчая отделение продукта от стенок реактора, размалывание и измельчение полученной твердой фазы. Наилучшие результаты были достигнуты при введении в систему синтанола в количестве 0,5-3,6 мл на 1 м3 водного раствора натрия тиосульфата (концентрация 390г/л). Анализ рентгенограммы серы, полученной в результате разложения натрия тиосульфата хлоридной кислотой в закрытой системе, показал, что твёрдофазный продукт состоит из ω- и μ-модификаций и содержит незначительные примеси α-серы. Но преобладающей является ω-сера. Выполненые теоретические и экспериментальные исследования, результаты которых изложены в диссертационной работе и анализ литературы послужили основой для разработки технологической схемы производства полимерной и дисперсной серы разложением натрия тиосульфата хлоридной кислотой в закрытой системе. Опираясь на предложенную технологическую схему, результаты исследований, провели материально-тепловые и технико-экономические расчеты, определили расходные коэффициенты за сырьем и энергией. Полученные результаты убедительно свидетельствуют, что осуществление процесса кислотного разложения натрия тиосульфата в закрытой системе является экономически целесообразным и дает возможность получать два ценных продукта – полимерную и дисперсную серу и дополнительный продукт – мирабилит. In dissertation the results of researches are directed on develop of theoretical bases and technology of polymeric and dispersible sulphur by a new method which differs from existing that process is carried out in the closed system. In dissertation are established laws and quantitative dependence of influences the basic technological parametres on process of decomposition of sodium thiosulfate by acid hydrochloric in the closed system. Laws and quantitative dependences of influence of various factors on absorbing ability of a solution, qualitative and quantitative composition of a liquid phase in the course of absorption SO2 by water solution Na2S2O3 and physical and chemical characteristics of the received sulphur are defined. The mechanism of acid decomposition of sodium thiosulfate with participation of sulfur (IV) oxide with obtaining polymeric and other kinds of sulphur is offered. On the basis of the received laws and dependences new technological process of obtaining of polymeric sulphur by decomposition of sodium thiosulfate by hydrochloric acid under pressure and dispersible sulphur as product of absorption SO2 of water solution Na2S2O3 and decomposition polition acids, and also an additional product – mirabilit is created. The executed technical and economic calculations convincingly testify to profitability and ecological compatibility of the developed technology of polymeric and dispersible sulphur.