This work is aimed at studying the regenerative properties of the spent modified zeolite. It has been established that the highest degree of regeneration is provided by 1 M ammonium chloride at an elevated temperature
regeneration, heavy metals, modified zeolite
Одними из наиболее распространенных антропогенных загрязнителей поверхностных вод являются ионы тяжелых металлов (ТМ). Источниками ТМ являются муниципальные и промышленные предприятия [1]. Дешевыми и доступными материалами, способными извлекать ионы ТМ, являются природные цеолиты. Природные цеолиты характеризуются относительно низкой адсорбционной емкостью, что ограничивает их применение [2]. Ранее нами было установлено, что модификация природного гейландита кальция 1-(3-триэтоксисилилпропил)тиосемикарбазидом с предварительной активацией соляной кислотой позволяет повысить адсорбционную емкость в 28 раз по ионам Ni(II), до 165,7 мг/г [3]. Однако проблема регенерации отработанного цеолита осталась неизученной. Цель работы: исследование регенеративных свойств отработанных цеолитов. Объектом исследования явились насыщенные модифицированные образцы гейландита кальция. Степень десорбции R (%) вычисляли по формуле:
(1)
где ОЕ – обменная емкость, мг/г; Ci – концентрация ТМ в растворе, мг/л; Vi – объем раствора, л; m – масса адсорбента.
В качестве элюентов использовались растворы NH4Cl, КCl, HNO3, HCl, CaHCO3 в концентрации 1 моль/л. Масса адсорбента в опытах – 0,1 г, время контакта 2 час, рН=5, температуру изменяли от 25 до 85 °С. Определение равновесной концентрации металлов осуществлялось спектрофотометрически.
На рисунке 1 приведены гистограммы, отражающие зависимость степени десорбции в зависимости от природы элюента и температуры десорбции, из которых видно, что наилучшим элюентом является раствор NH4Cl; десорбция увеличивается с ростом температуры процесса. Из гистограмм, представленных на рисунке 2 следует, что оптимальной концентрацией для регенерации отработанных цеолитов является 1 М раствор NH4Cl. Степень десорбции составляет почти 90 %.
Рисунок 1 – Степень десорбции: а – от природы элюента; б – от температуры
R,%
С, моль/л
Рисунок 2 – Зависимость степени десорбции от концентрации NH4Cl
Таким образом, в данной работе была проведена регенерация отработанного модифицированного цеолита. Использование 1 М раствора NH4Cl при повышенной температуре в качестве элюента позволяет повысить степень регенерации до 90 %. Регенерация адсорбента позволит не только снизить эксплуатационные затраты на очистку СВ, но и возвратить ценные компоненты, в том числе никель в повторное использование, что может иметь дополнительную экономическую выгоду.
1. Al-Asadi. Water quality and impacting factors on heavy metals levels in Shatt Al-Arab River, Basra, Iraq // Appl. Water Sci. - 2020. - Vol. 10, N. 5. - P. 103.
2. Filatova E.G., Pozhidaev Yu.N., Pomazkina O.I. Issledovanie adsorbcii ionov tyazhelyh metallov prirodnymi alyumosilikatami // Fizikohimiya poverhnosti i zaschita materialov. - 2016. - T. 52. Vyp. 3. - S. 285-289.
3. Filatova E.G., Chugunov A.D., Pozhidaev S.N., Adamovich Yu.N., Ushakov I.A., Oborina E.N. Modificirovannye kremniyorganicheskimi tiosemikarbazidami pri-rodnye alyumosilikaty dlya izvlecheniya ionov nikelya(II) // Fizikohimiya poverhnosti i zaschita materialov. - 2022. - T. 58. vyp. 3. - S. 270-278.
