Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева, ФИЦ «Кольский научный центр РАН» (ИХТРЭМС ФИЦ КНЦ РАН), Апатиты, Россия:

М. Л. Беликов, научный сотрудник, эл. почта: Belikov@chemy.kolasc.net.ru
Э. П. Локшин, гл. научный сотрудник, эл. почта: Lokshin@chemy.kolasc.net.ru

Работа направлена на глубокую очистку сточных вод с повышенными концентрациями фтора, присутствующего в виде F^–, до предельно допустимых концентраций в воде питьевого и рыбохозяйственного назначения. Описана возможность очистки сточных вод от фторид-ионов соединениями железа или алюминия. Исследования проводили на модельных растворах, содержащих 10 мг/л фтора. При использовании хлорида алюминия получены наилучшие результаты. Вторичное загрязнение компонентами используемых реагентов не превышает предельно допустимых концентраций. Метод был опробован при очистке реальных стоков ООО «Ловозерский ГОК» со среднегодовым содержанием фторид-ионов 8,2 мг/л. Так, при мольном отношении Аl³⁺:F^– = 3,5 остаточное содержание фторид-ионов в растворе составило 0,72 мг/л, что не превышает норм для водоемов рыбохозяйственного назначения (0,75 мг/л). При этом вторичное загрязнение хлорид-ионами не превышает норм для водоемов рыбохозяйственного назначения, а загрязнение алюминием — норм для водоемов питьевого назначения. На основании полученных данных разработана принципиальная схема очистки сточных вод от F–. Она предусматривает введение в стоки заданного количества AlCl₃ или AlCl₃·6H₂O, доведение рН раствора до 6–6,5, отстаивание и последующую переработку образующегося фторсодержащего осадка на основе гидроксида алюминия. Предложенный метод пригоден для очистки от фторид-ионов больших объемов стоков, требует минимальных капиталовложений, исключает недопустимое вторичное загрязнение стоков компонентами используемых реагентов, предусматривает утилизацию выделяемого фтора и регенерацию основной части реагента, используемого для очистки стоков.

1. Беспамятнов Г. П., Кротов Ю. А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде : справочник. — Л. : Химия, 1985. — 528 с.
2. Чукаева М. А., Пашкевич М. А. Проблема загрязнения природных вод ионами фтора в зоне влияния ОАО «Апатит» // Проблемы геологии и освоения недр : Труды XVII Междунар. симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых. Т. II. Томский политехнический университет. — Томск : Изд-во Томского политехнического университета, 2013. С. 638, 639.
3. Гольдинов А. Л., Копылев Б. А., Абрамов О. Б., Дмитриевский Б. А. Комплексная азотнокислотная переработка фосфатного сырья. — Л. : Химия, 1982. — 208 с.
4. Пат. 2491362 РФ. Способ извлечения редкоземельных металлов из фосфогипса / К. С. Фокин, Е. О. Нестерова ; заявл. 03.07.2012 ; опубл. 27.08.2012, Бюл. № 24.
5. Доклад по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов Мурманской области в 2006 году. — Мурманск : Комитет по природным ресурсам и охране окружающей среды Мурманской области, 2007. — 160 с.
6. Локшин Э. П., Беликов М. Л. Очистка воды от фторидионов соединениями титана // Журн. прикл. химии. 2003. Т. 76, № 9. С. 1505–1510.
7. Пат. 2228911 РФ. Способ очистки сточных вод от фтора / Э. П. Локшин, М. Л. Беликов ; заявл. 08.04.2003 ; опубл. 20.05.2004, Бюл. № 14.
8. Локшин Э. П., Беликов М. Л. Об очистке от фтора сточных вод, содержащих комплексные фториды алюминия и кремния // Журн. прикл. химии. 2008. Т. 81, № 2. С. 177–181.
9. Ахмедова Г. Р., Ногаева К. А., Нуркеев С. С. Способы и технологии обесфторивания воды // Наука и новые технологии и инновации. 2012. № 2. С. 110–113.
10. Ezzeddine A., Meftah N., Hannachi A. Removal of fluoride from an industrial wastewater by a hybrid process combining precipitation and reverse osmosis // J. Desalination and Water Treatment. 2014. No. 10. P. 2618–2625.
11. Тютин А. А., Лебедева Е. А. Технология очистки шахтных вод рудника «Карнасурт» Мурманской области // Горные науки и технологии. 2013. № 8. С. 96–115.

12. Мамяченков С. В., Немчинова Н. В., Егоров В. В., Пазыл хан Р. Н. Обзор перспективных способов выведения фторид- и хлорид-ионов из растворов для подготовки цинкового электролита к стадии электро-экстракции // Вестник ИрГТУ. 2016. № 4 (111). С. 169–177.
13. Farrah H., Slavek J., Pickering W. F. Fluoride interactions with hydrous aluminum oxides and alumina // Aust. J. Soil Res. 1987. Vol. 25. Р. 55–69.
14. Ku Y., Chiou H.-M. The adsorption of fluoride ion from aqueous solution by activated alumina // Water, Air & Soil Pollut. 2002. Vol. 133. Р. 349–361.
15. Bahena J. L. R., Cabrera A. R., Valdivieso A. L., Urbina R. H. Fluoride adsorption onto Al₂O₃ and its effect on the zeta potential at the alumina-aqueous electrolyte interface // Sep. Sci. Technol. 2002. Vol. 37. Р. 1973–1987.
16. Eskandarpour A., Onyango M. S., Ochieng A., Asai S. Removal of fluoride ions from aqueous solution at low pH using schwertmannite // J. Hazard. Mater. 2008. Vol. 152. Р. 571–579.
17. Streat M., Hellgardt K., Newton N. L. R. Hydrous ferric oxide as an adsorbent in water treatment: Part 3: Batch and mini-column adsorption of arsenic, phosphorus, fluorine and cadmium ions // Process Safety and Environmental Protection. 2008. Vol. 86. P. 21–30.
18. Kumar E., Bhatnagar A., Ji M., Jung W., Lee S.-H., Kim S.-J., Lee G., Song H., Choi J.-Y., Yang J.-S., Jeon B.-H. Defluoridation from aqueous solutions by granular ferric hydroxide (GFH) // Water Research. 2009. Vol. 43. P. 490–498.
19. Narena G. Adsorption kinetics of silicic acid on akaganeite // Journal of Colloid and Interface Science. 2013. Vol. 399. Р. 87–91.
20. Перечень предельно допустимых концентраций и ориентировочных безопасных уровней воздействия вредных веществ для воды рыбохозяйственных водоемов. — М. : ТОО «Мединор», 1995. — 220 с.