Өріктің сүйегі арқылы никельмен ластанған суды тазарту

Ғылыми жоба

Тақырыбы: Өріктің сүйегі арқылы никельмен ластанған суды тазарту

Орындаған: М.Х. Дулати атындағы Тараз Өңірлік университетінің химия мамандығының 2 курс студенті Искаирова А.А.

Бүгінгі таңда бүкіл әлемде миллиардтан астам адам таза ауыз суға қол жеткізе алмайды. Екі миллиардтан астам адамның суды тазарту жүйелері жеткіліксіз. Бұл санитарлық стандарттарға сәйкес келмейтін суды пайдаланудан туындаған аурулардың негізгі себебі . Бұл факт су ресурстарының жаһандық дағдарысының елеулі экологиялық проблемасын көрсетеді. Біздің елімізде таза тұщы су қорына қарамастан, бірқатар аймақтарда халықты қауіпсіз ауыз сумен қамтамасыз етуде қиындықтар бар. Осыған байланысты Ағынды суларды ауыр металл иондарынан тазарту мәселесі өзекті болып табылады. Түсті металлургия, аспап жасау, машина жасау және басқа да бірқатар салалар кәсіпорындарының сарқынды сулары қоршаған ортаға ауыр металл иондарының түсуінің маңызды антропогендік көздерінің бірі болып табылады. Никель канцерогенді элементтердің қатарына жататыны белгілі. Сонымен қатар, никель (II) бос иондары оның күрделі қосылыстарына қарағанда екі есе улы. Гальваникалық өндірістің пайдаланылған өндірістік ерітінділеріндегі никель (II) иондарының ең көп мөлшері 50 мг/дм3, жуу суларында – 2-ден 5 мг/дм3 құрайды .

Никель химиялық белсенді емес. Ол атмосферада, сілтілерде, көптеген қышқылдар мен суда тұрақты болатын беттік оксид пленкасын құрайды. Металл коррозияға ұшырамайды. Ол екі оксидті (NiO және Ni2O3) және екі гидроксидті (Ni(OH)2 және ni(OH)3) құрайды. Хлорид, нитрат, сульфат және никель нитраты-төрт еритін тұз. Олар сары немесе сары-қоңыр реңкке ие және ерітінділерді жасыл түске бояйды. Фосфат, оксалат және никель сульфидтері (қара, жасыл және қола) — ерімейтін тұздар. Металл газдарды (көміртегі, сутегі және басқалары) сіңіреді, бұл оның механикалық қасиеттерін нашарлатады. Оттекпен өзара іс-қимыл жасайды жоғары температурада 500⁰с. майда дисперсном жай-күйінде никель өздігінен тұтанады ауада. Қызған кезде галогендермен байланысады. Құрады сульфид жану кезінде қр сері, ал қыздырғанда оксиді NiO күкіртпен сонда моносульфид. Металл азот қышқылымен де әрекеттеседі: никель нитраты және азот оксиді түзіледі. Химиялық қасиеттері бойынша ол темір мен кобальтқа, аз дәрежеде асыл металдар мен мысқа ұқсас. Ол тек ұнтақ түрінде күйіп кетеді, қосылыстарда өзгермелі валенттілікті көрсетеді (көбінесе екі валентті). Кешенді және үйлестіруші қосылыстар түзеді.

Никельдің көп бөлігі терең қабаттарда кездеседі. Жер қыртысында — оның 0,0058%, ультранегізді жыныстарда — 0,2 %. Егер жер ядросы никель темірінен тұрады деген болжамға сәйкес, жердегі никельдің жалпы мөлшері шамамен 3% құрайды. Никель кейбір метеориттерде де кездеседі. Жер қыртысында бұл металл ұқсас валенттілікке ие темір мен магнийге жақын. Магний мен темір минералдарында никель изоморфты қоспа түрінде болады. Сондай-ақ ғылымға белгілі 53 никель минералы бар. Олардың көпшілігі қысым мен жоғары температураның әсерінен пайда болды, мысалы, магма қатайған кезде. Құрамында осы металл бар сульфидті кендер құрамында мыс бар. Никельдің кейбір кендеріне темір, күкірт, мышьяк, кобальт, магний жатады. Бұл металдың көп бөлігі Ресейде өндіріледі. Ірі никель шахталары Канада, Австралия, Жаңа Каледония, Индонезия және Кубада да кездеседі. Никельдің көп бөлігі (шамамен 80%) сульфидті мыс-никель кендерінен, әлдеқайда аз — Силикат (тотыққан) кендерден алынады.

Никельді қолданудың ең кең саласы-әртүрлі металдардың қорытпаларын жасау. Оны ерітеді:

* Болатпен. Бұл қорытпаның химиялық тұрақтылығын арттырады: барлық тот баспайтын болаттарда никель бар.

* Темірмен. Бұл қорытпаның жылу кеңеюінің төмен коэффициенті бар, ол электр құрылғыларына арналған әртүрлі бөлшектерді жасау үшін сәтті қолданылады.

* Кобальт пен магниймен. Қалыптасады жаростойкий қорытпа, ол шыдайды жоғары температура 500⁰с ерекшеленеді коррозияға төзімді.

* Алтын және күміспен. Бұл" Ақ алтын " деп аталады-берік зергерлік қорытпа.

* Хроммен. Нәтижесінде нихром пайда болады-ыстыққа төзімді, Крипке төзімді, пластикалық қорытпа, ол өзінің пішінін жақсы ұстайды.

* Темір, мыс және хроммен. Бұл қорытпа жоғары магниттік сезімталдықпен сипатталады.

Никель қорытпалары жоғары тұтқырлықпен ерекшеленеді, сондықтан олар бронь өндірісінде қолданылады. Көптеген қорытпалар газ турбиналық қондырғыларда, атом реакторларының конструкцияларында қолданылады. Олар сонымен қатар қыздыру элементтері мен монеталарды жасайды. Қорытпалар аккумулятор өндірісінде кеңінен қолданылады. Никель өзінің таза түрінде де қолданылады: құбырлар, парақтар және т.б. одан жасалады, ал химиялық зертханаларда ол көптеген реакциялардың катализаторы ретінде қызмет етеді. Арнайы химиялық жабдықтар металдан да шығарылады. Никель оксиді әйнек, керамика және глазурь өндірісінде қолданылады. Көптеген металдар үшін никельмен қаптау қолданылады — коррозиядан қорғау үшін никель жабынын жасау. Электронды темекі спиральдары никельден жасалады, олар музыкалық аспаптардың ішектерін орайды. Медицинада бұл элемент протездеу және кронштейн жүйелерін жасау үшін қолданылады.

Сондай-ақ, никель қорытпалары жоғары тұтқырлықпен сипатталады және берік құрыш өндірісінде қолданылады. Әр түрлі құрылғылардың маңызды бөлшектерін өндіруде термиялық кеңею коэффициенті төмен темірмен (36-38% никель) никель қорытпасы қолданылады. Электромагниттердің өзектерін өндіруде пермалло деп аталатын қорытпалар кеңінен қолданылады. Бұл қорытпаларда Темірден басқа 40-тан 80% - ға дейін никель бар. Монеталар никель қорытпаларынан жасалған. Практикалық қолдануға болатын әртүрлі никель қорытпаларының жалпы саны бірнеше мыңға жетеді. Әр түрлі металдар никельмен қапталған, бұл оларды коррозиядан қорғауға мүмкіндік береді. Металлға коррозияға төзімділігі жоғары жұқа никель қабаты қолданылады. Сонымен қатар, никельмен қаптау өнімдерге әдемі көрініс береді. Никель әртүрлі химиялық жабдықтарды өндіруде, Кеме жасауда, электротехникада, сілтілі батареяларды өндіруде және басқа да көптеген мақсаттарда кеңінен қолданылады. Арнайы дайындалған дисперсті никель әртүрлі химиялық реакциялардың катализаторы ретінде кеңінен қолданылады. Никель оксидтері феррит материалдарын өндіруде және әйнек, глазурь және керамика үшін пигмент ретінде қолданылады; оксидтер мен кейбір тұздар әртүрлі процестердің катализаторы ретінде қызмет етеді. Темір-никель, никель-кадмий, никель-мырыш, никель-сутегі аккумуляторларын өндіру.

Қазіргі заманғы өнеркәсіп никельдің әртүрлі өнімдерін шығарады. Ең көп таралған никель сымы мен жіп, лента мен фольга, шыбықтар мен шеңберлер, парақтар мен жолақтар, түтіктер, ұнтақ. Өнеркәсіпте никель анодтары кеңінен қолданылады, олар әртүрлі өнімдердің беттерін никельмен қаптауда қолданылады. Сондай-ақ, никель ұнтағы никельдеу үшін қолданылады. Никель парақтарының тағы бір түрі, катодтар құрамында никель бар қорытпалар өндірісінде заряд ретінде қолданылады. Катодтардан басқа, никель ұнтағы қорытпаға допант қоспасы ретінде де қолданылады. Жалпы алғанда, никель өнімдері агрессивті ортадағы материалдардың коррозияға төзімділігіне жоғары талаптар қойылатын салаларда белсенді қолданылады

Нормативтік құжаттың деректеріне сәйкес балық шаруашылығы мақсатындағы су айдындарындағы никель (II) иондарының ШЖК 0,01 мг/дм3 аспауы тиіс. Сұйылтылған ерітінділерден никель (II) иондарын терең алу үшін адсорбциялық тазарту әдістері бәсекелестіктен тыс қалады. Ағынды суларды тазартудың адсорбциялық әдістері жоғары тиімділікпен қатар экологиялық таза әдістерге жатады. Ең жиі қолданылатын өнеркәсіптік адсорбенттер-белсенді көмір. Өріктің сүйегі, жаңғақтың қабығы сияқты шикізаттар адсорбент бола алады, яғни олар арқылы біз суды тазарта аламыз.