Федеральное агентство Российской Федерации по образованию

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет

Индивидуальное задание №2

Выполнил: студент гр. 4/5

Рассудин М. А.

Проверил: Тукумова Н. В.

Иваново 2007

Железо

1. Физические а химические свойства.

Элемент VIII группы периодиче­ской системы. Атомный номер 26. Пластичный металл. Лег­ко подвергается ковке, прокатке и другим видам обработки в горячем Е1 холодном состояниях. Физические свойства Ж. зави­сят от его чистоты. Существует в виде четырех кристаллических модификаций. В химическом отношении Ж. обладает средней активностью. В соединениях проявляет степени окисления 0,+1,+2,+3,+4,+6. Степени окисления +2 и +3 наиболее характерны.

2. Содержание в природе.

Ж- один из наиболее распростра­ненных элементов земной коры (4,65% по мас­се). Основные минералы: гематит, магнетит, лимонит, пирит и др. Ж- является также одним из наиболее распространенных элементов в природных водах, гле среднее содержание его колеблется в интервале 0,01—26,0 мг/л

3. Получение.

Ж- в чистом виде получают электролизом вод­ных растворов его солей, термическим разложенном в вакууме пыгтакарбоннла Ж., ппрометаллургическим способом в марте­новских печах, прямым восстановлением оксидов Ж. в твердом состоянии. В промышленности Ж. получают главным образом а виде чугунов (доменным способом) и углеродистых сталей (мар­теновским, конверторным или электроплавильным способами).

4. Применение.

Металлическое Ж. является основным метал­лом современной техники. Чистое Ж, используется в тех ее об­ластях, где необходимы высокие пластические свойства. Боль­шая часть Ж. идет на производство углеродистых и легирован­ных сталей.

5. Антропогенные источники поступления в окружающую среду.

Локальной техногенной аномалией является зона металлургиче­ских комбинатов, в твердых выбросах которых содержится от 22000 до 31 000 мг/кг. Большую опасность представляют сточные воды и шламы производств химического, металлургического, машиностроительного, металлообрабатываю­щего, нефтехимического, химико-фармацевтического, лакокрасоч­ного, текстильного.

6. Токсическое действие.

Токсичность соединений Ж- в воде зависит от рН. В щелочной среде токсичность для рыб резко возрастает, так как образуются гидроксиды Ж-, которые осаждаются на жабрах, закупоривают их и разъедают. Кроме того, Ж-(II). легко переходит в Ж-(III), которое связывает растворенный в воде кислород, приводя к массовой гибели рыб и других гидробионтов.

Соединения Ж-(II) обладают общим токсическим действием: у крыс, кроли­ков при поступлении в желудок - параличи, смерть в судоро­гах, причем хлориды токсичнее сульфатов. Соединения Ж.(III) менее ядовиты, но действуют прижигающе на пищеварительный канал и вызывают рвоту.

Человек, Реальную опасность острого отравления при приема внутрь представляют железо, поступающее в организм в составе лекарственных средств, и сульфат Ж.(II). Препараты Ж. занимают шестое место среди наиболее частых причин отравлений. Ж. относят к числу наиболее токсичных веществ. После приема внутрь токсических доз чистого Ж. - тошнота, рвота с примесью крови, боли в животе, жидкий стул черного цвета из-за образования сульфида Ж. (II). Ощущение жара, гиперемия в области головы и шеи, снижение артериального давления, диспноэ, циа­ноз, резкое снижение свертываемости крови. В тяжелых слу­чаях после кажущегося улучшения в течение 2-3 суток появляют­ся признаки поражения печени, желтуха, развиваются метаболи­ческий ацидоз, вазомоторный коллапс, шок - главные причины смертельных исходов. На вскрытии — кровоизлияния и диффуз­ный некроз слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, импрегнация Ж. портальной системы, жировая дистрофия и мас­сивные некрозы в печени. В случае выздоровления химический ожог часто приводит к стенозированию привратника.

7. Методы, определения.

В воздухе. Определение Ре₂0_а осно­вано па образовании желтого комплекса Ж. с сульфосалициловой кислотой в аммиачной среде . В воде. Спектрографиче­ское определение после экстракции хлороформом в виде комп­лекса с диэтилдитпокарбаматом и 8-гидроксихинолином; пре­делы определяемых количеств 1,2-80 мкг. В расте­ниях. Рентгенофлюоресцентным методом. В крови. Микрометод для крови с о-фензитролином и другими реагентами.

8. Индивидуальная защита.

Противоаэрозольный фильтрующий респиратор типа «Лепесток», «Астра», «Снежок» и др. Спецоде­жда, защитные очки, спецобувь. Работающие с Ж. и его соеди­нениями должны соблюдать правила личной гигиены, обязатель­ное мытье после работы, регулярную смену спецодежды. Прием пищи на рабочих местах запрещается.

Профилактические мероприятия, обеспе­чивающие безопасные условия труда при воздействии на рабо­тающих Ж. и его соединений определяются нормативными доку­ментами применительно к конкретным условиям производства. При добыче и переработке руд следует руководствоваться.

Методы очистки сточных вод.

1. Механические методы.

При заборе воды из водоисточника ее процеживают через решетки и сита с целью извлечения крупных примесей, которые могут засорить трубы и каналы. Для дальнейшего удаления грубодисперсных примесей применяют метод отстаивания, при этом осаждение частиц происходит за счет действия силы тяжести. Осаждение частиц происходит по законам падения тел в среде, которая оказывает сопротивление их движению.

Скорость осаждения взвешенных частиц зависит от их формы, размера, плотности и физических свойств среды. В начале осаждения частицы падают ускоренно, но через некоторый момент времени, когда сопротивление жидкой среды уравновесит действие силы тяжести, они приобретают постоянную скорость осаждения.

Для проведения данного процесса используют аппараты, которые называются отстойниками и песколовками.

Песколовки применяют для предварительного выделения примесей. Наиболее распространены горизонтальные песколовки глубиной до одного метра при скорости движения воды через них 2 м/мин. Они представляют собой резервуары с поперечным сечением в виде треугольника или трапеции.

Отстойники отличаются от песколовок большими размерами (до 200 м ) и разнообразием конструкций. Они бывают горизонтальные, вертикальные, радиальные, трубчатые, пластинчатые. Некоторые из них снабжены скребковыми механизмами и имеют несколько камер.

Отстойники, из-за больших размеров, обладают высокой производительностью и способны обрабатывать до 50 000 кубометров воды в сутки.

1

-_-_-_2_-_-_-_-_-_-_-3-_-_-_-_-_-_- 4-_- 5

-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_

-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-_-

-_-_-_-_-_- - - - - - - - - - - - - - - - - -

-_-_-_-_-

-_-6-_-

-_-_-

-

7

Рис. 1. Горизонтальный отстойник: 1 – очищаемая вода;

2 – входной лоток; 3-отстойная камера; 4 - выходной

лоток; 5- очищенная вода; 6 – приямок; 7- шлам.

Для ускорения процесса осаждения твердых частиц и вовлечения в процесс частиц размером менее 5 мкм применяют действие центробежной силы. Центробежные силы создаются либо вращательным движением потока разделяемой жидкости, либо при направлении разделяемого потока во вращающийся корпус аппарата. Процесс проводят в гидроциклонах и центрифугах.

О дним из методов освобождения воды от взвешенных примесей является фильтрование ее через пористую среду. Движущей силой процесса фильтрации является разность давления над перегородкой и под фильтрующей перегородкой. Разности давления можно добиться за счет создания вакуума или избыточного давления на границах перегородки.

На практике наибольшее распространение получили самотечные открытые фильтры. Необходимый напор в фильтре обеспечивается высотой слоя воды на фильтрующем материале.

Вода подается на фильтрующий слой песка, затем она попадает на слой гравия и оказывается в дренажных перфорированных трубках, которые служат для предотвращения уноса частиц песка водой. Высота слоя воды над поверхностью песка составляет не менее 2 м, а толщина фильтрующего слоя песка от 0,7 до 2,0 м. Работа фильтра носит периодический характер.

Первый период – подготовительный. Взвешенные частицы, содержащиеся в воде, оседают на поверхности песчаного слоя и постепенно образуют илистую пленку. В данный период времени фильтр не полностью очищает воду от взвешенных веществ. Фильтр становится полностью работоспособным, когда илистая пленка окончательно сформируется и ее толщина достигнет нескольких миллиметров.

Второй период – рабочий. Вода полностью очищается от взвешенных частиц. Диаметр пор в илистой пленке меньше, чем в слое песка. В данный период работы сооружения фильтрующим материалом является илистая пленка. По мере работы фильтра толщина пленки ила увеличивается и его производительность падает.

Третий период – промывка. Илистую пленку удаляют обратным током воды. После этого фильтр снова готов к работе.

Кроме указанных природных материалов в качестве фильтров могут быть использованы перфорированные листы и сетки из нержавеющей стали, асбеста, стекловолокна, хлопчатобумажных тканей и другие материалы.

Степень очистки химическими методами Х`=50-70%.