Ильясова Х.Н., Ягубов А.И., Нуриев А.Н., Мамедов У.А.

Институт Катализа и Неорганической химии им. акад. М.ф.Нагиева НАНА

Использование термически активированного Na - бентонита для выделения ионов Co²⁺ и Cd²⁺ из моделированных сточных вод

Бентонитовые глинистые минералы принадлежат к числу важнейших неметаллических ископаемых и широко используются в различных отраслях промышленности, в частности, для очистки воды от неорганических и органических компонентов. Объем добычи бентонитовых минералов в мире в течение последних лет стабилен и составляет ежегодно около 10 млн. тон.

Согласно структуре, потребление в мире, до 60% бентонитов используются в производстве адсорбентов, буровых растворов, железорудных окатышей. Особое внимание привлекают бентониты, характеризующиеся низкой стоимостью большими запасами [1-3].

В данном сообщении представлены результаты по извлечению ионов Co²⁺ и Cd²⁺ из моделирующих сточных вод на термообработанном Даш – Салахлинском бентоните в статических условиях на природном и модифицированном бентонитах, проведение теоретических расчетов характеристик процесса сорбции ионов кобальта(II) и кадмия(II) с использованием экспериментальных данных:

Сорбционные эксперименты были проведень в термостатируемых колбах с помощью термостата с точностью 0,1°С в стеклянных ячейках, помещали 0,5 г сорбента и 100мл раствора. Раствор с сорбентом перемешивали стеклянной мешалкой с постоянной для всех экспериментов скоростью. Концентрации указанных ионов в растворах контролировали спектрофотометрическим методом на приборе СФ-26.

Выявлено, что сорбция ионов Co²⁺ и Cd²⁺ из модельных сточных вод Na-бентоните выше, чем его природного аналога. При этом емкость Na-бентонита по ионам Co²⁺ и Cd²⁺ на ~ 0,4 - 0,3 единицы превосходит природного бентонита, что хорошо согласуется с литературными данными по зависимости сорбционной емкости исследуемых сорбентов [2]. Установлено, что коэффициенты распределения Co²⁺ и Cd²⁺ ионов при сорбции из модельной сточной воды с концентраций 6,82· 10^-5 моль/л и 6,3 · 10^-5 моль/л (соответственно) при рН = 7,8 в интервале исследуемых температур для Na-бентонита, с разными размерами частиц в пределах погрешности широком интервале практически не меняется.

Необходимо отметить, что в процессах сорбции исследуемых катионов переходных металлов по ионообменной сорбции, происходит частичное изоморфное замещение ионов Al³⁺ и Si ⁴⁺ в октаэдрических позициях в кристаллической решетке.

Свободная энергия (ΔG_298,15) процесса сорбции ионов кобальта(II) и кадмия(II) из модельной сточной воды исследуемыми сорбентами изменяется соответственно в интервале - 26,85 – 19,98.

По рассчитанным значениям свободной энергии и экспериментальных результатов можно сделать вывод , что скорость сорбции катионов металлов меняется Cd²⁺ > Co²⁺ .

Гранулированный термообработанный Na-бентонит, обладающий достаточно механической прочностью и селективностью, является эффективным сорбентом не только по отношению к ионам Co²⁺ и Cd²⁺, а также могут быть успешно использованы для извлечения ионов других переходных металлов из сточной воды в псевдокипяещом слое.

Литература

1. А.И.Ягубов Научные основы регулирования поверхностных свойств сорбентов на основе природных алюмосиликатов и их использование. Дисс….. докт. хим. Наук. Баку, 2012, стр. 283.

2. Толмачев А. М., Никашенко В. А . Челищев Н. Ф. II В кн. : Ионный обмен. М. : Наука, 1981, С, 45

3. Боттерил Дж. Теплообмен в псевдоожиженном слое. М.: Энергия 1980, с . 240.