Поиск новых высокоэффективных реагентов для процессов очистки сточных вод – сложная и актуальная задача. Титансодержащие коагулянты представляют новое направление водоочистки и по своей эффективности существенно превосходят традиционные алюминий- и железосодержащие коагулянты. Высокая стоимость реагентов существенно тормозит их внедрение. Комплексные титансодержащие реагенты – коагулянты, полученные модификацией традиционных коагулянтов добавкой 2,5-10,0 мас.% соединений титана. В данной работе тетрахлорид титана, полученный из кварц-лейкоксенового концентрата, прегидролизован с последующим обменным разложением серной кислотой. Полученную смесь соляной и серной кислот нейтрализовали гидроксидом/оксидом алюминия с образованием самотвердеющей смеси (химическая дегидратация). Образец комплексного сульфатно-хлоридного титансодержащего коагулянта представлял из себя смесь AlCl3·6H2O – 5-20 мас.%, Al2(SO4)3·18H2O – 70-90 мас.% и TiOSO4 – 2,5-10,0 мас.%. Доказано, что изменяя соотношение оксида/гидроксида алюминия и тетрахлорида титана на стадии прегидролиза и обменного разложения, возможно получать образцы комплексного коагулянта с различным содержанием модифицирующей добавки соединений титана. Оценка коагуляционных свойств комплексного реагента продемонстрировала его повышенную эффективность в холодной воде в сравнении с сульфатом алюминия. Исследования использования комплексного титансодержащего коагулянта в процессе очистки сточных вод от фосфат-анионов и взвешенных веществ продемонстрировали его повышенную эффективность в сравнении с традиционными реагентами. Преимущества полученного реагента – снижение эффективной дозы реагента, минимизация остаточных концентраций загрязняющих веществ в очищенной воде, интенсификация процессов седиментации и фильтрации коагуляционных шламов. Очищенная вода может быть использована повторно в системе оборотного водоснабжения. Использование в качестве исходного сырья кварц-лейкоксенового концентрата и получаемого на его основе тетрахлорида титана позволит не только минимизировать стоимость получаемого комплексного коагулянта, но и сделать шаг к реализации концепции Zero Waste.

The search for the new high-efficiency reagents for wastewater treatment is a challenging and urgent task. Titanium-containing coagulants represent a new trend in water treatment and have a much higher efficiency that the traditional aluminium and iron-containing coagulants. The high cost of reagents significantly hinders their implementation. Complex titanium-containing reagents are coagulants prepared by modifying the traditional coagulants by adding 2.5-10.0 wt.% titanium compounds. In this work, titanium tetrachloride prepared from quartz-leucoxene concentrate was prehydrolyzed with subsequent double decomposition with sulfuric acid. The resulting mixture of hydrochloric and sulfuric acids was neutralized with aluminium hydroxide/oxide to form a self-hardening mixture (chemical dehydration). The sample of a complex sulfate-chloride titanium-containing coagulant was a mixture of AlCl3·6H2O – 5-20 wt.%, Al2(SO4)3·18H2O – 70-90 wt.% and TiOSO4 – 2.5-10.0 wt.%. It was proved that by changing the ratio of aluminium oxide/hydroxide and titanium tetrachloride at the stage of prehydrolysis and double decomposition, it is possible to obtain samples of a complex coagulant with different contents of the modifying additive of titanium compounds. An assessment of the coagulation properties of the complex reagent demonstrated its higher efficiency in cold water compared to aluminium sulfate. Studies on the use of the complex titanium-containing coagulant in the process of wastewater treatment from phosphate anions and suspended matter demonstrated its higher efficiency as compared to that of traditional reagents. The advantages of the prepared reagent are a reduction in the effective dose of the reagent, minimization of residual concentrations of pollutants in purified water, intensification of the processes of sedimentation and filtration of coagulation sludge. Purified water can be reused in the recycling water supply system. The use of quartz-leucoxene concentrate and titanium tetrachloride obtained from it as the source material would not only minimize the cost of the resulting complex coagulant, but also take a step towards the implementation of the Zero Waste concept.