Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

На второй стадии проводилось сорбционное извлечение остаточных количеств катионов с использованием модифицированного цирконием титанфосфатного сорбента состава: Zr0j(TiO)(OH)0,4(HPO4)-1,76H2O при Ж : Т = 100 (табл. 3). Показано, что применение комбинированного осадительно-сорбционного метода обеспечивает сокращение объемов вредных отходов более, чем в 2 0 0 0 раз, делая их удобными для захоронения. Комбинирований способ извлечения токсичных элементов Таблица 3 Характеристика раствора рН Содержание, м г л -1 Zn 2 + Cd2+ Pb2+ Ni2+ Cu 2 + As3+ Fe3+ Исходный 5 47,70 8 ,0 1 0 7,290 3,990 20,040 1,004 21,50 После осаждения 6 24,23 0,154 0,029 3,360 0,082 0,050 17,12 После сорбции 3 0,047 0,168 1 0 -3 0,532 10 -3 0,026 0,296 10 -3 0,045 0,019 Показано, что применение комбинированного осадительно-сорбционного метода обеспечивает эффективное извлечение из растворов катионов ТМ и мышьяка при их совместном присутствии. Остаточное содержание токсичных катионов не превышает нормативов ПДК для питьевого и хозяйственного водоснабжения и практически полностью соответствует нормативам ПДК для водоемов рыбохозяйственного пользования. На рисунке 2 представлена принципиальная схема переработки растворов, содержащих катионы ТМ и мышьяк, с использованием комбинированного метода. Сорбен Исходный раствор Осаждение-*— Фильтрование - Фильтрат - Сорбционное извлечение Фильтрование — Отработанный сорбент Na2S -*■ Осадок Утилизация Очитттеннтый раствор ►Утилизация Рис. 2. Принципиальная схема переработки растворов, содержащих катионы ТМ и мышьяк, с использованием комбинированного метода Полученные экспериментальные данные по сорбционному извлечению катионов ТМ и As позволили рассчитать значения коэффициентов распределения (Kd) — табл. 4 — и установить ряд селективности Cd (II) > Fe (III) > Zn (II) > Cu (II) > Ni (II) > Pb (II) > As (III). Таблица 4 Значения коэффициентов распределения (Kd, мл г-1) катионов ТМ и мышьяка при сорбционном извлечении Элемент Zn 2 + Cd2+ Pb2+ Ni2+ Cu 2 + As3+ Fe3+ Kd, мл-г -1 5,15A04 9,16A04 5,35A0 3 1,28A04 2,76A04 1 , 1 -Ю 1 9,00A0 4 Значения коэффициентов распределения рассчитывали из соотношения: Kd = [(Ao - Ар) / Ар]•а, где А 0 — содержание катионов элемента в растворе после сульфидного осаждения; Ар— содержание катионов элемента в растворе после сорбции; а — отношение объема жидкой фазы (раствора) к массе твердой фазы (сорбента). Максимальное заполнение ионообменных центров сорбента такого состава при соотношении Ж : Т, равном 100, достигается после 25-кратного использования. Перевод токсичных элементов в твердую фазу обеспечивает сокращение объемов вредных отходов более чем в 2 0 0 0 раз, делая их удобными для захоронения. Воздушно-сухие немодифицированные сорбенты рентгеноаморфны. Модифицирование титанофосфатных сорбентов цирконием (IV) приводит к появлению незначительного структурирования. Термическая обработка насыщенного катионами токсичных металлов сорбционного материала при 600 °С приводит к образованию устойчивых кристаллических соединений (рис. 3), прочно удерживающих в своей структуре высокотоксичный сорбат и обеспечивающих надежную иммобилизацию последнего в течение длительного времени [13]. 850