Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

СОРБЦИЯ ФТОРИД-ИОНОВ ОКСИГИДРАТОМ ЖЕЛЕЗА, ЗАКРЕПЛЕННЫМ НА НОСИТЕЛЯХ Часть 1. Органические носители

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-4-15-23

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрена возможность использования неорганического сорбента – оксигидрата железа (ОГЖ) – для удаления ионов F– из технологических растворов цинкового производства. Выбран способ синтеза ОГЖ. Приведены результаты сканирующей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Рассмотрена принципиальная возможность использования ионообменных смол в качестве носителей, модифицированных ОГЖ. Изучено формирование активного вещества на анионо- и катионообменных смолах. Показано, что наиболее прочные композитные сорбенты получаются при использовании сильнокислотных катионообменных смол с сульфогруппами. Описан способ внедрения ОГЖ в структуру материалов-носителей и получения композитных сорбентов. В качестве основы композита рекомендован сильнокислотный катионит КУ-2×8. Для формирования кристаллов ОГЖ β-модификации, распределенных по объему зерна ионита, насыщенные железом катиониты выдерживались в растворе хлорида натрия концентрацией 2,5 г/дм3 в течение 24 ч при температуре 85 °С. Аниониты выдерживались в растворе сульфата железа (III) с добавкой хлорида натрия в течение 24 ч при t = 85 °С. При этом наблюдалось образование пленок оксигидрата железа на поверхности зерен сорбента. Сорбция фтора осуществлялась в статическом режиме из модельного раствора с концентрацией F– = 100 мг/дм3 при t = 60 °С. Сорбция на анионите АВ-17×8 проводилась при t = 20 °С. Поглощенный фтор десорбировался 0,1 М раствором NaOH при t = 60 °С в течение 2 ч. Синтезированный композитный сорбент КУ-2×8–ОГЖ имеет емкость по фтору 0,7–1,1 мг/г и может быть регенерирован с получением легкоутилизируемого фторсодержащего элюата.

Об авторах

В. В. Егоров
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

Егоров В.В. – аспирант кафедры металлургии цветных металлов (МЦМ) УрФУ.

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.



О. Ю. Маковская
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

Маковская О.Ю. – канд. техн. наук, доцент кафедры МЦМ УрФУ. 

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.



С. В. Мамяченков
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина.
Россия

Мамяченков С.В. – докт. техн. наук, профессор кафедры МЦМ УрФУ. 

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19.



П. А. Козлов
ПАО «Челябинский цинковый завод».
Россия

Козлов П.А. – докт. техн. наук, начальник инженерного центра.

454008, г. Челябинск, Свердловский тракт, 24). 



Список литературы

1. Селиванов Е.Н., Брюквин В.А. Оценка масштабов образования цинксодержащих отходов в цветной металлургии России // Тр. Междунар. конгр. «Фундаментальные основы технологий переработки и утилизации техногенных отходов» (г. Екатеринбург, 13—15 июня 2012 г.). Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2012. С. 56—61.

2. Паньшин А.М., Леонтьев Л.И., Козлов П.А., Дюбанов В.Г., Затонский А.В., Ивакин Д.А. Технология переработки пыли электродуговых печей ОАО «Северсталь» в вельц-комплексе ОАО «ЧЦЗ» // Экология и пром-сть России. 2012. No. 11. C. 4—6.

3. Казанбаев Л.А., Козлов П.А., Кубасов В.Л., Колесников А.В. Гидрометаллургия цинка. М.: Руда и металлы, 2006.

4. Xue T., Cooper W.C., Pascual R., Saimoto S. Effect of fluoride ions on the corrosion of aluminium in sulphuric acid and zinc electrolyte // J. Appl. Electrochem. 1991. Vol. 21. No. 3. P. 238—246.

5. Аряшев В.П., Новосельцев В.С., Крутовская Л.А. Способ извлечения фтора из растворов: А.с. 715476 (СССР). 1980.

6. Samadi M.T., Zarrabi M., Sepehr M.N., Ramhormozi S.M., Azizian S., Amrane A. Removal of fluoride ions by ion exchange resin: kinetic and equilibrium studies // J. Environmental Eng. Management. 2014. Vol. 13. No. 1. P. 205—214.

7. Печенюк С.И. Сорбция анионов на оксигидроксидах металлов (обзор) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2008. Т. 8. No. 3. C. 380—429.

8. Mohapatra M., Anand S. Synthesis and applications of nano-structured iron oxides/hydroxides: Review // Int. J. Eng. Sci. Technol. 2010. Vol. 2. No. 8. P. 127—146.

9. Hiroshi Hata, Kenji Haiki, Kazuko Nishina, Masatami Sakata. Fluorine adsorbent/desorbent applicable in electrolytic solution for zinc electro-refining and method for removing fluorine using the fluorine adsorbent/desorbent: Pat. 8597519 (US). 2013.

10. Дидик М.В., Кропачева Т.Н., Ермакова М.Е. Адсорбция фторид-ионов на оксиде алюминия // Вестн. Удмуртского ун-та. 2013. No. 1. С. 29—34.

11. Khichar M., Kumbhat S. Defluoridation. A review of water from aluminium and alumina based compound // Int. J. Chem. Stud. 2015. Vol. 2(5). P. 04—11.

12. Zhao J., Lin W., Chang Q., Li W., Lai Y. Adsorptive characteristic of akaganeite and its environmental applications: a review // Environmental Technol. Rev. 2012. No. 1. P. 114—126.

13. Фролова С.И., Козлова Г.А., Ходяшев Н.Б. Очистка техногенных сточных вод оксигидратами железа // Вестн. Пермского ун-та. Сер. Химия. 2011. No. 2. С. 60—88.

14. Jing Zhang, Nan Chen, Zhen Tang, Yang Yu, Qili Hu, Chuangping Feng. A study of the mechanism of fluoride adsorption from aqueous solutions onto Fe-imprignated chitosan // Phys. Chem. Chem. Phys. 2015. Vol. 17. P. 12041—12050.

15. Villalba J.C., Constantino V.R.L., Anaissi F.J. Iron oxyhydroxide nanostructured in montmorillonite clays: Preparation and characterization // J. Colloid and Interface Sci. 2010. Vol. 349. P. 49—55.

16. Dehou S.C., Mabingui J., Lesven L., Wartel M., Boughriet A. Improvement of Fe(II)-adsorption capacity of FeOOHcoated brick in solutions, and kinetics aspects // J. Water Resource Protect. 2012. No. 4. P. 464—473.

17. SenGupta A., Cumbal L. Method of manufacture and use of hybrid anion exchanger for selective removal of contaminating ligands from fluids: Pat. 20050156136 (US). 2004.

18. Sujana M.G., Anand S. Iron and aluminium based mixed hydroxides: A novel sorbent for fluoride removal from aqueous solutions // Appl. Surf. Sci. 2010. Vol. 256. Р. 6956—6962.

19. Remazeilles C., Refait Ph. On the formation of β-FeOOH (akaganeite) in chloride-containing environments // Corros. Sci. 2007. No. 49. P. 844—857.

20. Tatsuo Ishikawa, Sho Miyamoto, Kazuhiko Kandori, Takenori Nakayama. Influence of anions on the formation of β-FeOOH rusts // Corros. Sci. 2005. No. 47. P. 2510—2520.

21. Марков В.Ф., Иканина Е.В., Маскаева Л.Н. Исследование ионообменных свойств композиционного сорбента на основе катионита КУ-2×8 и гидроксида железа (III) по отношению к ионам меди (II) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. No. 6. С. 830—839.

22. Jun Cai, Jia Liu, Zi Gao, Navrotsky A., Suib S.L. Synthesis and anion exchange of tunnel structure akaganeite // Chem. Mater. 2001. Vol. 13. No. 12. P. 4595—4602.

23. Демина Л.А., Краснова Н.Б., Юрищева Б.С., Чупахин М.С. Ионометрия в неорганическом анализе. М.: Химия, 1991.

24. Пастухов А.В., Даванков В.А., Лубенцова К.И., Косандрович Е.Г., Солдатов В.С. Структура и свойства магнитных композитных сорбентов на основе сверхсшитых полистиролов // Журн. физ. химии. 2013. No. 87 (10). C. 1721—1727.

25. Паршина И.Н., Стряпков А.В. Сорбция ионов металлов органическими катионитами из карьерных растворов // Вестн. ОГУ, 2003. No. 5. C. 107—109.


Для цитирования:


Егоров В.В., Маковская О.Ю., Мамяченков С.В., Козлов П.А. СОРБЦИЯ ФТОРИД-ИОНОВ ОКСИГИДРАТОМ ЖЕЛЕЗА, ЗАКРЕПЛЕННЫМ НА НОСИТЕЛЯХ Часть 1. Органические носители. Известия вузов. Цветная металлургия. 2018;(4):15-23. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-4-15-23

For citation:


Yegorov V.V., Makovskaya O.Y., Mamyachenkov S.V., Kozlov P.A. SORPTION OF FLUORIDE IONS BY IRON OXYHYDRATE FIXED ON THE CARRIERS. Part 1. Organic carriers. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Universities' Proceedings Non-Ferrous Metallurgy). 2018;(4):15-23. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-4-15-23

Просмотров: 234


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)