Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Механизм и кинетика нейтрализации медьсодержащих растворов модифицированными красными шламами глиноземного производства

Л.А. Пасечник, И.С. Медянкина, С.А. Бибанаева, С.П. Яценко

ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН»

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.681

Аннотация: Предложены методы модификации красных шламов (КШ) обработкой соляной кислотой и карбонизацией с получением сорбционных материалов, пригодных для извлечения металлов из кислых растворов. Модификация КШ карбонизацией способствует увеличению площади и объема пор в карбонизированном шламе (КШК), что привело к более высокой сорбционной емкости до 246 мг Cu/г, при одновременной нейтрализации сернокислого медьсодержащего раствора с 1,5 до 4,5 единиц pH. Кислотная обработка приводит к меньшим положительным эффектам по извлечению меди. Кинетика сорбции описывается уравнениями как псевдо-первого порядка (R2 > 0,96), так и псевдо-второго (R2 > 0,98), определяя равнозначные вклады в общую скорость процесса стадий массопереноса и взаимодействия ионов. При изучении механизма установлено, что поверхностные диффузионные процессы на границе «твердое — жидкое» переходят в массоперенос ионов Cu2+ и химическое взаимодействие с функциональными группами на поверхности и внутри частиц модифицированных шламов. Для исходного шлама эти процессы практически эквивалентны. Десорбция меди водой и раствором этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) показала, что прочность связей в структуре КШК–Cu  и устойчивость поверхностных тройных комплексов Cu–ЭДТА–КШК оказывается выше, чем Cu–ЭДТА–КШ. Показана перспектива создания сорбционных материалов на основе промышленных отходов, в частности щелочных красных шламов, и их применение для поглощения токсичных металлов из кислых сточных вод с взаимной нейтрализацией и утилизацией разных видов техногенных отходов металлургических производств – твердых, газообразных и жидких.

Ключевые слова: красные шламы, модификация поверхности, кислотная обработка, карбонизация, сорбция, десорбция, ионы меди(II).

Библиографическая ссылка:

Пасечник, Л.А. Механизм и кинетика нейтрализации медьсодержащих растворов модифицированными красными шламами глиноземного производства / Л.А. Пасечник, И.С. Медянкина, С.А. Бибанаева, С.П. Яценко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2020. — Вып. 12. — С. 681-696. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.681.

Полный текст: загрузить PDF файл

Комментарии отключены.