Ефективність висадження іонів кальцію з розведених водних розчинів у вигляді фосфатів

ЕФЕКТИВНІСТЬ ВИСАДЖЕННЯ ІОНІВ КАЛЬЦІЮ З РОЗВЕДЕНИХ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ У ВИГЛЯДІ ФОСФАТІВ

EFFICIENCY OF PLANTING CALCIUM IONS FROM DILUTE AQUEOUS SOLUTIONS IN THE FORM OF PHOSPHATES

 Сторінки: 134-140. Номер: №5, 2022 (313)   
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-313-5-134-140
Автори: ГОРДІЄНКО Катерина
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0002-7722-7567
e-mail: dey85@ukr.net
РАДОВЕНЧИК Ярослав
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0002-0101-0273
e-mail: r.yar@ukr.net
КРИСЕНКО Тамара
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0002-9903-6884
e-mail: tavok@ukr.net
РАДОВЕНЧИК Вячеслав
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0001-5361-5808
e-mail: dokeco@ukr.net
GORDIENKO Katerina, RADOVENCHYK Yaroslav,
KRYSENKO Tamara, RADOVENCHYK Vyacheslav
National Technical University of Ukraine
“Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”

Анотація мовою оригіналу

В роботі досліджено особливості формування фосфатів кальцію при обробці розведених водних розчинів фосфатом натрію з метою їх пом’якшення в побутових чи офісних умовах. Досліджено вплив рН, температури, співвідношення реагентів та інших факторів на ефективність пом’якшення води та особливості формування твердої фази.
Ключові слова: пом’якшення, кальцій, фосфат-іони, формування фосфату кальцію, освітлення розчинів.

Розширена анотація англійською  мовою

The specifics of calcium phosphate formation process during diluted aqueous solutions softening for home or office were researched. Studies have shown that, unlike calcium carbonate, effective precipitation of calcium ions with phosphate is possible even at doses less than stoichiometric. The ratio between concentrations of phosphate ions and calcium ions K = [PO43-, mg-eq] / [Ca2+, mg-eq] is a determining factor. Already at K = 0.5 there is a decrease in the content of calcium ions by more than half. In stoichiometry (K = 1), the residual concentrations of calcium ions in the treated water fall below 1 mg-eq/dm³. At K > 1.5, the content of calcium ions in the treated water stabilizes at the level of 0.2 – 0.1 mg-eq/dm³. Water temperature does not significantly affect the deposition of calcium ions with phosphates. A noticeable decrease in efficiency is recorded only at a temperature of 5 ° C. But even in this case, this decrease is 0.1 – 1.5 mg-eq/dm³, which is quite acceptable for living conditions, since it provides soft and very soft water. The reaction between calcium ions and phosphates is quite complete in the first minutes of contact. The settling of mixed solutions for an hour showed that the reaction of the formation of a solid phase takes place at the time of draining the solutions and over time the residual hardness of the water practically does not change. From the point of view of softening efficiency, phosphate is quite suitable as a reagent for removing calcium ions from hard natural waters. An important aspect of the softening technology is the separation of the precipitate formed from the treated water. To do this, it is necessary to determine the conditions for the formation of a crystalline, most compact and formed precipitate. The clarification of the hard water sample treated with sodium phosphate showed that there was no significant difference in deposition at different initial pH values.
Key words: softening, calcium, phosphate ions, generation of calcium phosphate, solutions clarification.

Література

1. ДСанПіН 2.2.4-171-10. Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною : Наказ Міністерства охорони здоров’я України 12.05.2010 р. № 400.
2. Рябчиков Б. Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования / Б. Е. Рябчиков. – М. : ДеЛи принт, 2004. – 301 с.
3. Карелин В.А. Водоподготовка. Физико-химические основы процессов обработки воды : учебное пособие / В. А. Карелин. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2012. – 97 с.
4. Лифшиц О. В. Справочник по водоподготовке котельных установок : справочник / О. В. Лифшиц. – Москва : Энергия, 1980. – 288 с.
5. Дикаревский В. С. Обработка воды для теплоэнергетических установок ж/д транспорта / В. С. Дикаревский, И. И. Караваев. – Москва : Транспорт, 1986. – 460 с.
6. Шаблій Т. О. Застосування нових реагентів і технологій в промисловому водоспоживанні / Т. О. Шаблій, В. М. Радовенчик, М. Д. Гомеля. – К. : Інфодрук, 2014. – 302 с.
7. Радовенчик Я. В. Особливості хімічного висадження іонів кальцію з розведених водних розчинів / Я. В. Радовенчик, К. Ю. Гордієнко, Т. В. Крисенко, В. М. Радовенчик // Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження. – 2022. – № 2. – С. 72–78. – https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2022.260353.
8. Василенко К. В. Одержання високочистих орто- і пірофосфатів натрію, калію, амонію та кальцію для використання в якості харчових добавок : дис. на здобуття наук. ступеня доктора філософії : 161 / К. В. Василенко. – Дніпро, 2021. – 199 с.

References

1. DSanPiN2.4-171-10. Hihiienichni vymohy do vody pytnoi, pryznachenoi dlia spozhyvannia liudynoiu : Nakaz Ministerstva okhorony zdorovia Ukrainy 12.05.2010 r. № 400.
2. Ryabchikov B. E. Sovremennye metody podgotovki vody dlya promyshlennogo i bytovogo ispolzovaniya / B. E. Ryabchikov. – M. : DeLi print, 2004. – 301 s.
3. Karelin V.A. Vodopodgotovka. Fiziko-himicheskie osnovy processov obrabotki vody : uchebnoe posobie / V. A. Karelin. – Tomsk : Izd-vo Tomskogo politehnicheskogo universiteta, 2012. – 97 s.
4. Lifshic O. V. Spravochnik po vodopodgotovke kotelnyh ustanovok : spravochnik / O. V. Lifshic. – Moskva : Energiya, 1980. – 288 s.
5. Dikarevskij V. S. Obrabotka vody dlya teploenergeticheskih ustanovok zh/d transporta / V. S. Dikarevskij, I. I. Karavaev. – Moskva : Transport, 1986. – 460 s.
6. Shablii T. O. Zastosuvannia novykh reahentiv i tekhnolohii v promyslovomu vodospozhyvanni / T. O. Shablii, V. M. Radovenchyk, M. D. Homelia. – K. : Infodruk, 2014. – 302 s.
7. Radovenchyk Ya. V. Osoblyvosti khimichnoho vysadzhennia ioniv kaltsiiu z rozvedenykh vodnykh rozchyniv / Ya.Radovenchyk, K. Yu. Hordiienko, T. V. Krysenko, V. M. Radovenchyk // Visnyk NTUU “KPI imeni Ihoria Sikorskoho”. Seriia: Khimichna inzheneriia, ekolohiia ta resursozberezhennia. – 2022. – № 2. – S. 72–78. – https://doi.org/10.20535/2617-9741.2.2022.260353.
8. Vasylenko K. V. Oderzhannia vysokochystykh orto- i pirofosfativ natriiu, kaliiu, amoniiu ta kaltsiiu dlia vykorystannia v yakosti kharchovykh dobavok : dys. na zdobuttia nauk. stupenia doktora filosofii : 161 / K. V. Vasylenko. – Dnipro, 2021. – 199 s.