Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

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. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 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 (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2018;(4):15-23. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2018-4-15-23

Просмотров: 168


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