Данная работа направлена на исследование регенеративных свойств отработанного модифицированного цеолита. Установлено, что наибольшая степень регенерации обеспечивается 1 М хлоридом аммония при повышенной температуре
регенерация, тяжелые металлы, модифицированный цеолит
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. Филатова Е.Г., Пожидаев Ю.Н., Помазкина О.И. Исследование адсорбции ионов тяжелых металлов природными алюмосиликатами // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2016. - Т. 52. Вып. 3. - С. 285-289.
3. Филатова Е.Г., Чугунов А.Д., Пожидаев С.Н., Адамович Ю.Н., Ушаков И.А., Оборина Е.Н. Модифицированные кремнийорганическими тиосемикарбазидами при-родные алюмосиликаты для извлечения ионов никеля(II) // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2022. - Т. 58. вып. 3. - С. 270-278.
