Физико-химические характеристики и механизм сорбции алюмосиликатом ионов некоторых металлов из водных растворов

Abstract

Тематика работы связана с изучением возможности сорбционного концентрирования и выде-ления из водных растворов некоторых токсичных металлов для последующего решения ряда экологи-ческих проблем, связанных с очисткой природных и сточных вод от ионов данных тяжёлых металлов.Целью настоящей работы являлось систематическое изучение сорбции Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II), Ni(II), As(III) природным алюмосиликатом из водных растворов, определение химизма протека-ющих процессов и его термодинамических характеристик.В работе систематически изучена сорбционная способность природного алюмосиликата по от-ношению к Pb(II), Zn(II), Hg(II), Cd(II), Ni(II) и As(III). Определены оптимальные условия сорбции дан-ных элементов из водных растворов: кислотность среды и время контакта фаз. Показано, что степень извлечения Cd(II), Hg(II) и As(III) из модельных водных растворов в оптимальных условиях кислотно-сти среды >95%, для Zn(II) и Ni(II) данный параметр составляет 85-89%, а для Рb(II) ~64%. Сорбцион-ное равновесие в системе «сорбент-элемент» устанавливается за 20-25 минут (цинк, никель, мышьяк) и 60-70 минут (ртуть). В изучаемом интервале концентраций металлов построены изотермы сорбции, которые можно отнести к Ленгмюровскому типу. Сорбционная емкость минерала составляет от 12.0 мг/г для Hg(II) до 38.9 мг/г для As(III). Коэффициенты распределения в оптимальных условиях сорбции металлов достигают ~n⋅103. Изменение энергии Гиббса при сорбции лежит в интервале от -19.8 до -24.8 кДж/моль. По данным ИК-спектроскопии сделано предположение о химизме протекаю-щего процесса, основанного на ионном обмене.Полученные результаты представляют интерес для лабораторий и организаций, занимающихся природоохранными технологиями, а также при сорбционном концентрировании и выделении металлов из объектов сложного химического состава.