Волювач О.В., к.х.н., ст.н.сп.

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова

E-mail: ol.voliuvach@yandex.ru; voluvach@mail.ru

колоїдно-хімічні закономірності флотаційного Вилучення Твінів (Твін-40, Твін-60) із водних розчинів, що містять додецилсульфат натрію

Проведений пошук літератури з проблеми вилучення поверхнево-активних речовин (ПАР) показав, що в більшості наукових робіт [1-3] розглядаються колоїдно-хімічні закономірності флотаційного вилучення катіонних і аніонних ПАР із розбавлених індивідуальних і змішаних водних розчинів в залежності від різних факторів. Досліджень по флотаційному вилученню неіоногенних ПАР - Твінів (Твін-40, Твін-60), які на сьогоднішній день отримали широке використання в фармації та харчовій промисловості, в біотехнології (для підвищення біосумісності полімерних матеріалів) тощо із водних розчинів дуже мало. Але вони вкрай необхідні, оскільки для водних об’єктів показником токсичності більшості малотоксичних на перший погляд ПАР є їх здатність до піноутворення, здатність у присутності інших речовин (йони важких металів, барвники, ПАР іншої природи та ін.) перетворюватися у токсичні продукти.

Метою роботи було вивчення колоїдно-хімічних закономірностей вилучення Твіну-40 і Твіну-60 (таблиця) із водних розчинів, що містять ПАР іншої природи та різні кількості неорганічних електролітів в широкому діапазоні значень рН середовища.

Флотаційну обробку розчинів Твіну-40 і Твіну-60 (з концентрацією 50 мг/л) здійснювали в присутності найпоширенішого і часто присутнього у побутових (як основна складова частина миючих засобів) і стічних водах більшості підприємств додецилсульфату натрію (ДДСН). Мольну частку Твіну в змішаних водних розчинах з ДДСН змінювали від 0,1 до 0,9.

Таблиця

Значення гідрофільно-ліпофільного балансу (ГЛБ) різних

марок Твінів, ступінь їх оксиетилювання (СО) та хімічний склад

Твін	Хімічний склад	СО	ГЛБ
Твін-40	Оксиетильний монопальмітат сорбітану	20	15,6
Твін-60	Оксиетильний моностеарат сорбітану	20	14,9

Проведені дослідження показали, час флотаційної обробки ПАР-містячих розчинів, необхідний для максимально можливого вилучення Твінів (Твін-40, Твін-60) і ДДСН із індивідуальних водних розчинів складає 20 і 35 хв. відповідно. Тривалість флотаційної обробки розчинів бінарних сумішей Твіну-40 і Твіну-60 з ДДСН різного складу скорочується до 15 хв. При цьому об’єм пінного продукту незалежно від складу змішаного розчину ПАР скорочується в середньому з 22 до 6 %.

Експериментально доведено повну сумісність досліджуваних ПАР у широкому діапазоні їх мольних співвідношень у розчині, яка відображається в тому, що при введенні додецилсульфату натрію у розчини Твінів, і навпаки, спостерігається інтенсифікація процесу флотаційного вилучення неіоногенних і аніонної ПАР із їх бінарних водних розчинів у порівнянні з їх вилученням із індивідуальних водних розчинів. Неіоногенні ПАР при різних співвідношеннях компонентів вилучаються на 98 % і в більшому ступені сприяють вилученню ДДСН із їх бінарних водних розчинів (внаслідок їх більшої поверхневої активності у порівнянні з ДДСН). Так, ступінь флотаційного вилучення ДДСН навіть при мольній частці Твіну в змішаному розчині n (Твін) = 0,1 збільшується з 56 до 70 %, а при n (Твін) = 0,9 збільшується з 56 до 84 % і з 56 до 82 % у випадку Твіну-40 і Твіну-60 відповідно.

Встановлено, що в кислому та лужному середовищах, де поверхнева активність сумішей Твінів з ДДСН максимальна, ДДСН дещо повніше вилучається із бінарних еквімолярних водних розчинів. Кислотність середовища мало впливає на ступінь флотаційного вилучення неіоногенних ПАР як із індивідуальних, так і з бінарних еквімолярних водних розчинів з ДДСН.

Показано і науково обґрунтовано позитивний вплив невеликих кількостей (С = 1 ммоль/л) неорганічних домішок – електролітів на процес флотаційного вилучення Твіну-40, Твіну-60, ДДСН із індивідуальних водних розчинів і розчинів еквімолярних сумішей Твін-40 – ДДСН, Твін-60 – ДДСН, який визначається їх концентрацією і природою протиіону. Введення одно-однозарядного електроліту (NaCl) сприяє максимальному вилученню ПАР при їх залишковій концентрації в оброблених розчинах до 6 мг/л (що відповідає їх скиданню у міську каналізацію).

Отримані експериментальні дані є важливими для екологів, в задачу яких входить контроль за вмістом у стічних водах (стічні води виробництва синтетично миючих засобів; хімічної, лакофарбної, текстильної, нафтопереробної та ін. промисловостей, де використовують ПАР) іонів важких металів, барвників та сумішей поверхнево-активних речовин з послідуючим їх ефективним вилученням доступним методом флотації. Крім того, вони також представляють інтерес для технологів, що виготовляють різні комбінації ПАР з покращеними адсорбційними властивостями.

Література:

1. Когановский А.М., Клименко Н.А. Физико-химические методы очистки промышленных сточных вод от поверхностно-активных веществ. – К.: Наукова думка,1974. – 160 с.

2. Солдаткина Л.М. Коллоидно-химические основы флотационного выделения поверхностно-активных веществ: Дис. … канд. хим. наук: 02.00.11. – Одесса, 1993. – 142 с.

3. Волювач О.В. Колоїдно-хімічні закономірності вилучення солей гексадецилпіридинію із водних розчинів: Дис. …канд. хім. наук: 02.00.11. – Київ, 2006. – 155 с.