Модифицированные сорбенты на основе шлама содового производства для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов и сточных вод
И. С. Глушанкова, Е. В. Калинина, Е. Н. Демина
Раздел: Экологизация производства
Очистка промышленных и поверхностных сточных вод от ионов тяжёлых металлов (ИТМ) до нормативных
требований к сбросу очищенных сточных вод в природные водоёмы является одной из сложных экологических
и технологических проблем. Для глубокой очистки сточных вод от ИТМ наиболее перспективно использование дешёвых
сорбентов, полученных из отходов производства. Одним из многотоннажных отходов технологии неорганических
веществ является шлам, образующийся при получении кальцинированной соды аммиачным методом Сольве.
В настоящее время шламы складируются в шламонакопителях и являются длительным источником загрязнения
объектов окружающей среды. Научные разработки по утилизации шламов с получением строительных материалов
и др. не нашли широкого практического использования, что связано с неоднородностью гранулометрического
и химического состава отходов.
Проведённый рентгенофазовый анализ и исследования физико-химических и химических свойств образцов
отходов показал, что его основными компонентами являются карбонат кальция (кальцит) и гидроксид кальция
(портландит). Известно, что природный карбонат кальция (известняк, доломит) способен к извлечению ИТМ из
водных растворов с образованием менее растворимых основных солей, карбонатов, и гидроксокарбонатов ТМ.
Установлено, что образцы шлама обладают высокой сорбционной активностью при извлечении ионов меди(II)
и цинка из низко концентрированных растворов (сорбционная ёмкость из растворов с концентрацией ИТМ
50 мг/дм3 по ионам меди составляет 35,0 мг/г, сорбционная ёмкость по ионам цинка – 40 мг/г). Для повышения
эксплуатационных свойств образцов шлама разработан способ его модификации с получением гранулированного
сорбента, заключающийся в обработке отхода силикатом натрия. Исследовано влияние дозы силиката натрия в составе
сорбента на механическую прочность и сорбционные свойства полученных образцов. Установлено, что введение 8,6%
SiO2 в шлам приводит к повышению механической прочности на истирание с 50 до 80%, и не оказывает значительного
влияния на сорбционную активность материала. Выявлены кинетические и сорбционные закономерности извлечения
ионов меди(II) и цинка на модифицированных сорбентах. На основании анализа полученных изотерм адсорбции
определены константы адсорбционного равновесия и максимальные величины адсорбции (Amax(Cu2+) = 50,8 мг/г;
Amax(Zn2+) = 97,1 мг/г). Полученные сорбционные материалы можно рекомендовать для очистки поверхностных
и сточных вод от ИТМ.
ISSN 1995-4301
Выбор параметров просмотра
