Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Импрегнированный различными органическими реагентами диоксид кремния является, как правило, одним из распространенных неорганических сорбентов. В работе [ 8 ] отмечено, что адсорбция ванадия на кремнеземе возможна и на чистом диоксиде кремния, а в работах [9-12] показана возможность сорбции никеля на SiO 2 . Цель работы состояла в изучении влияния параметров сорбционной системы на извлечение ванадия (V) и никеля (II) из растворов на аморфных кремнеземах, полученных при переработке медно­ никелевых шлаков. Экспериментальная часть Исходные растворы ванадия и никеля готовились путем растворения NH 4 VO 3 и NiSO^ 7 H 2 O в дистиллированной воде. Растворы доводили до необходимого значения рН с помощью 1 %-го раствора NH 4 OH и 14 %-й H 2 SO 4 . Образцы кремнезема с различными текстурными характеристиками, использованные в работе, были получены из металлургических шлаков по способам, описанным в работах [13-16]. Концентрацию ванадия определяли фотоколориметрическим методом [17], для чего отбирали 10 мл раствора, полученного после сорбции, разбавляли 2N HCl до 45 мл, добавляли 1 мл 3 % H 2 O 2 и доводили водой до 50 мл. Раствор окрашивался в оранжевый цвет в связи с образованием комплексного иона [V(O 2 )]3+ [16]. Измерение проводилось при X = 450 нм. Концентрацию никеля определяли комплексонометрическим титрованием. Для этого отбирали 10 мл раствора, полученного после сорбции, добавляли 5 мл 10 %-го раствора NH 4 OH и добавляли небольшое количество индикатора мурексида. Титрование осуществлялось раствором Трилона Б с концентрацией 0,05М до перехода окраски из желтой в сине-фиолетовую [18]. Электрокинетический потенциал определяли в интервале рН от 2-10 с шагом в одну единицу. Нужное значение рН доводили растворами NH 4 OH либо HCl. В химический стакан помещалось 40 мг сорбента и добавлялось 20 мл буфера с заданным значением pH и тщательно перемешивалось. Определение ^-потенциала поверхности сорбента осуществляли с помощью прибора Delsa Nano методом динамического светорассеяния. Результаты и обсуждение Для определения условий процесса сорбции ванадия и никеля из растворов на SiO 2 изучено влияние следующих параметров: текстурных характеристик SiO 2 (удельная поверхность, объем пор, распределение объема пор по размерам), исходной концентрации металла в растворе, температуры и продолжительности проведения процесса, рН раствора и соотношения Т:Ж. Эффективность сорбента в значительной степени зависит от качеств твердого носителя, одними из которых являются характер пористости и удельная поверхность. Ранее нами установлена возможность получения из металлургических шлаков образцов кремнезема, обладающих различными физико­ химическими свойствами [13-16]. В данной работе для установления влияния поверхностных свойств кремнезема на сорбцию никеля и ванадия нами выбраны образцы с различной удельной поверхностью, м2/г: 136,8 (образец 1), 249,8 (образец 2) и 693,7 (образец 3). Кривые распределения пор по размерам, представленные на рис. 1, являются производной объема пор от радиуса пор. Установленные четкие пики в диапазоне 2-10 нм для образцов 1 и 2 означают, что большинство пор в этих образцах имеют соответствующий размер (радиус) в этом диапазоне и данные образцы имеют мезопористую структуру. Пористая структура образца 3, обладающего максимальной удельной поверхностью, характеризуется наличием микропор (< 2 нм). 0,08 О 10 20 30 40 50 размер пор , нм Рис. 1. Распределение пор образцов в зависимости от величины удельной поверхности SiO2 2 5 4