Andrzej Kwiecień, Jakub Matys, Jakub Kopytkiewicz |
Temat: Badania wymywalności szkodliwych substancji ze zużytych mas formierskich.
|
19 listopada 2011 r. |
Grupa 2 |
|
Ocena: |
Wstęp teoretyczny:
Substancje szkodliwe dla środowiska wydzielające się w trakcie procesów odlewniczych to zużyta masa formierska i rdzeniowa, która stanowi ok. 80-85 %. Pozostałe odpady to żużel (10%), pyły i szlamy (5-10%), materiały ognioodporne, zlewki, zużyte szpilki formierskie, zbrojenia form i rdzeni, naddatki technologiczne, materiały ścieralne, zużyte oleje i emulsje(5-10%). Często odpady te są składowane w miejscach nieprzystosowanych do tego. Stanowi to ogromne zagrożenie ekologiczne, głównie dla środowiska wodnego. Aby zmniejszyć ilość produkowanych odpadów najbardziej efektywnym sposobem będzie wprowadzenie odpowiednich zmian w procesie produkcyjnym. Po pierwsze powinien zwiększyć się udział technologii odlewania w formach metalowych w produkcji odlewów, Po drugie można zmniejszyć masy odlewów. Również stosowanie pieców elektrycznych zmniejsza ilość emitowanych pyłów i daje mniejsze zużycie żużla. W odlewniach stosowany jest także system recyklingu, który przebiega w obu procesach - odświeżania i regeneracji.
Stężenie molowe - określ liczbę moli substancji rozpuszczonej, zawartej
w 1dm3 roztworu:
Cm= n/Vr [mol/dm3]
Stężenie molarne - wyraża liczbę moli substancji rozpuszczonej w 1 kg rozpuszczalnika:
Cm=n/mr [mol/kg]
Stężenie normalne - określa liczbę gramorównoważników substancji
rozpuszczonej zawartej w 1dm3 roztworu:
Cn=ga/Vr [wal/dm3]
Stężenie procentowe - określa ilość gramów substancji zawartej w 100g roztworu. Cp=(ms/mr)*100%
pH roztworu - wielkość charakteryzująca odczyn roztworu: pH=7 - roztwór obojętny, pH<7 - roztwór kwaśny, pH>7 - roztwór zasadowy.
Pomiary pH można wykonać przy pomocy wskaźników lub papierków wskaźnikowych, a dokładnie przy pomocy pH-metru.
Wykonanie ćwiczenia:
Reprezentatywną próbkę zużytej masy formierskiej(1kg) rozdrabniamy, mieszamy, a następnie przesiewamy przez sito tkane o oczkach kwadratowych nr 10;
Z masy rdzeniowej przygotowujemy wyciągi zgodnie z obowiązującym w Polsce zaleceniem w następujący sposób: próbkę z przesianej masy umieszczamy w szklanej kolbie i zalewamy taką ilością wody destylowanej, aby zapewnić zachowanie stosunku wagowego suchej masy do wody na poziomie 1:10;
Proces wymywania przeprowadzamy zgodnie z zalecaną procedurą (Rozporządzenie rady Ministrów z dnia 21.12.1999).
Następnie zawartość kolby odwirowujemy i przesączamy;
W uzyskanych przesączach wykonujemy:
- Pomiar pH,
- Pomiar przewodnictwa;
W uzyskanych przesączach oznaczamy spektrofotometrycznie następujące parametry:
- Ortofosforany metodą z odczynnikiem PhosVer 3;
- Azotany NO3- metodą redukcji kadmem;
- Siarczany SO42-; metodą z odczynnikiem Sulfa Ver 4;
Stosowana aparatura:
Wytrząsarka
Wirówka
Zestaw do sączenia z pompa próżniową
pH-metr mikrokomputerowy Cp-251 z układem automatycznej kompensacji temperatury firmy Elmetron, zaopatrzony w elektrodę kombinowaną pH typu OSH 10-00;
Mikrokomputerowy konduktometr CC-315 posiadający układ automatycznej oraz ręcznej kompensacji temperatury firmy Elmetron, zaopatrzony w elektrodę szklaną Euro Sensor EPS-2-ZE
Spektrofotometr VIS ODYSSEY DR/2500 z automatyczną kalibracją długości fali firmy Hach, zakres długości fal 365-880 nm, rozdzielczości 1nm.
Metodyka oznaczeń:
pH :Pomiary dokonujemy za pomocą pH-metru mikrokomputerowego Cp-251
Przewodność: Pomiaru dokonujemy za pomocą Mikrokomputerowy konduktometrem CC-315
Ortofosforany: metodą z odczynnikiem PhosVer 3:
Uruchamiamy program „Hach Programs”, następnie wybieramy program oznaczania fosforu metodą z kwasem askorbinowym;
Napełniamy kuwetę pomiarową10ml próby badanej;
do kuwety dodajemy zawartość 1 opakowania odczynnika „PhosVer 3 Phosphate Powder Pillow” i natychmiast mieszamy ruchem wirowym;
Rozpoczyna się 2minutowy czas reakcji;
Do drugiej kuwety pomiarowej wlewamy 10ml próby(próba zerowa);
Osuszoną kuwetę próba `zerową' wstawiamy do gniazda pomiarowego - na ekranie ukaże się 0.00mg/L PO43-;
Następnie osuszoną kuwetę z próbą badaną wstawiamy do gniazda pomiarowego;
Odczytujemy wynik.
Azotany NO3- :metodą redukcji kadmem:
Uruchamiamy program „Hach Programs” i wybieramy program oznaczania azotanów zakres wysoki (355);
Kuwetę pomiarową napełniamy 10ml badanej próbki;
Dodajemy do próbki odczynnik `NitraVer 5';
W ciągu 1 minuty kuwetę intensywnie wstrząsamy;
Kuwetę z próbką badana odstawiam na 5minutowy czas reakcji;
Druga kuwetę napełniamy 10ml badanej próbki(próba zerowa);
Oczyszczona kuwetę z próbką zerową umieszczamy w gnieździe pomiarowym, odczytujemy 0,0mg/l N-NO3- ;
Kuwetę z próbką badana po 1minutowym okresie reakcji umieszczamy w gnieździe pomiarowym;
Odczytujemy wynik.
Siarczany SO42-;- metodą z odczynnikiem Sulfa Ver 4;
Uruchamiamy program „Hach Programs”, następnie wybieramy program oznaczania siarczanów SO42-; (680);
Napełniamy kuwetę pomiarową10ml próby badanej;
do kuwety dodajemy zawartość 1 opakowania odczynnika „Sulfa Ver 4 Reagent Powder Pillow” i natychmiast mieszamy ruchem wirowym;
Rozpoczyna się 5minutowy czas reakcji;
Do drugiej kuwety pomiarowej wlewamy 10ml próby(próba zerowa);
Osuszoną kuwetę próba `zerową' wstawiamy do gniazda pomiarowego - na ekranie ukaże się 0.00mg/L SO42-;
Następnie osuszoną kuwetę z próbą badaną wstawiamy do gniazda pomiarowego;
Odczytujemy wynik.
Tabela wyników:
Oznaczenie |
Jednostka |
Wyniki oznaczenia |
|
|
|
Próbka A |
Próbka B |
Barwa przesączu |
- |
Cielisto-słomkowa, klarowna |
|
Przewodność elektrolityczna |
mS |
0,6 |
0,57 |
pH |
- |
6,97 |
7,06 |
Fosforany (V) |
mg/l |
0,47 |
- |
Azotany (V)
Siarczany (VI) |
mg/l
mg/l |
0,5
57 |
0,5
59 |
Zestawienie wyników oznaczania substancji szkodliwych zawartych w analizowanych przesączach z mas oraz ich dopuszczalne zawartości wg obowiązujących rozporządzeń:
Dopuszczalne zawartości według rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002roku:
Przewodność - 1mS
pH - 6,5-8,5
Fosforany(V) - 0,4 mg/l
Azotany(V) -1,5 mg/l
Siarczany (VI) - 150 mg/l
Wnioski:
Podstawowym kryterium oceny odpadów pod katem zagrożenia dla środowiska jest wymywalność zanieczyszczeń z odpadów. W tym celu stosuje się specjalnie opracowane testy określające rodzaj stosowanej cieczy wymywającej, stosunek ilości tej cieczy do ilości masy próbki odpadu, czas i sposób prowadzenia testu. w wielu krajach zostały w tym celu opracowane odpowiednie normy opisujące właściwe procedury postępowania.
Wartości pomiarów, jakich dokonaliśmy podczas ćwiczeń laboratoryjnych mieszczą się w górnych granicach dopuszczalnych wartości zgodnych z obecnymi wymaganiami Ministra Środowiska.
5
mg/l
mg/l
mg/l
mS