Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

УДК 611.182 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ФОСФАТА ТИТАНА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД М.В. Маслова1, Л.Г. Герасимова1, Д. Русанова2, O. Анзуткин2, С. Сандстрём3 1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра, Апатиты, Россия Кафедра химии, Факультет химических технологий и наук о Земле, Технический университет, Лулео, Швеция 3«Болиден Минерал АБ», Шелефтео, Швеция Аннотация Показана возможность использования эффективного сорбента на основе аморфного фосфата титана для очистки сточных вод горно-обогатительных производств. Представлены данные о структуре и свойствах сорбента, показаны результаты испытаний на реальных объектах. Ключевые слова: неорганические ионообменные материалы, фосфат титана, сорбция, промышленные сточные воды. ION-EXCHANGE MATERIAL ON THE BASIS OF TITANIUM PHOSPHATE FOR WASTE WATER TREATMENT M.V. Maslova1, L.G. Gerasimovа1, D. Rusanova2, O. Antzutkin2, S. Sandstrom3 11. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the RAS, Apatity, Russia 2Division o f Chemistry, Department o f Chemical Engineering and Geosciences, Lulea University o f Technology, Lulea, Sweden 3Boliden Mineral AB, Skelleftea, Sweden Abstract The paper describes a novel class of cheap and efficient amorphous titanium-phosphate ion-exchangers for purification of waste and process waters in order to minimize the burden of mining companies on nature and to decrease the risk of eluted toxic metal ions and complexes for wild life and human health. The detailed information about new adsorbent materials based on titanium phosphate i.e. the structure and properties as well as the sorption performance on process waters discharged by industries to natural reservoirs, is shown. Keywords: ion-exchange inorganic materials, titanium phosphate, ion-exchange process, waste water treatment. Горноперерабатывающие предприятия являются источниками жидких стоков, содержащих значительное количество тяжелых цветных и токсичных металлов. По степени токсичности и отрицательного влияния на жизнедеятельность тяжелые металлы располагаются в ряд:Ag, Hg, Cd>Cu, Pb, Co, Sn, Be>Mn, Zn, Ni, Fe, Cr>Sr>Cs, A1 [1]. Вредные химические элементы, попадая в водоемы, ухудшают их санитарное состояние и вызывают необходимость специальной очистки воды перед ее использованием для хозяйственно-питьевых и промышленных целей. Традиционные методы очистки воды, такие как осаждение, отстаивание, коагуляция, флотация, не позволяют снизить концентрации ионов металлов до ПДК, и качество очищенной воды остается ниже природного уровня. Тем не менее недостаточно очищенную воду сбрасывают в водоемы, рассчитывая на эффект разведения сточных вод и способность водоема к самоочищению. Именно это обстоятельство является одной из главных причин загрязнения водных источников. Поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к отказу от разбавления сточных вод, что требует введения в комплексную технологическую схему водоподготовки стадии сорбционной доочистки. Как правило, эта стадия является заключительным этапом в технологическом процессе очистки, позволяющим добиться требуемой степени чистоты без внесения дополнительного количества реагентов. При дополнительном оснащении очистных сооружений установками ионного обмена качество сточной воды может быть повышено до природного уровня или более высокого, соответствующего качеству подготовленной воды. В первом случае вода может быть сброшена в водоем, во-втором - повторно употреблена для хозяйственных целей. Эта перспективная общепризнанная схема водоснабжения наиболее полно отвечает требованиям рационального использования и охраны водных ресурсов. Cорбционные материалы должны быть дешевыми и обладать высокой механической прочностью, поскольку часто срок их службы исчисляется несколькими годами. В последнее время для очистки различных типов загрязненных вод все большее применение находят неорганические сорбенты, имеющие определенные преимущества перед органическими смолами и природными сорбентами. Одним из таких сорбентов является композиционный ионообменный материал на основе фосфата титана. Ранее проведенные исследования показали, что он может практически полностью связать ионы металлов из растворов с концентрациями порядка 168