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

в растворе анионов v 3 О“ , VO 3 , имеющих меньшее энергетическое сродство с активными центрами поверхности сорбента. При рН раствора более рНшз^Ю 2 ) комплекс был электроотрицательным, и из-за сильной конкуренции между ионами ОН- и оксоанионами ванадия с высокой валентностью степень извлечения ванадия на диоксиде кремния снижалась. С дальнейшим повышением рН более 8,0­ 8,5 сорбция резко падает, поскольку возрастает концентрация ОН-ионов, конкурирующих с ванадат- ионами за место на активных участках поверхности. Таким образом, наиболее оптимальная область извлечения ванадия на поверхности кремнезема находится в области рН = 2-4. Как следует из рис. 4, б, максимальная степень извлечения никеля из раствора составила 33,3 % при рН в области 4. При рН ниже 4 степень извлечения никеля снижается из-за конкуренции между ионами гидроксония в растворе и ионами никеля за активные центры на поверхности сорбента. Снижение концентрации никеля в растворе и, следовательно, повышение степени извлечения при рН более 7 может быть обусловлено гидролизом ионов никеля и переходом их в катионные гидроксокомплексы (Ni2+и№(ОН)2) [27], которые снижают взаимодействие металла с активными центрами на поверхности сорбента [ 1 0 ]. Влияние соотношения Т:Ж на сорбцию никеля и ванадия представлено в табл. 3. Степень излечения металлов при увеличении отношения массы сорбента к объему раствора с 5 до 100 увеличилась с 7,47 до 58,16 % и с 0,48 до 39,76 % для ванадия и никеля соответственно. Зависимость степени извлечения металлов с ростом концентрации сорбента в пульпе можно обосновать повышением интенсивности процесса диффузии ионов металлов к поверхности SiO 2 и ростом концентрации активных центров. Выводы Исследована сорбция ванадия (V) и никеля (II) из водных растворов на кремнеземах с различной удельной поверхностью, и показано, что степень извлечения увеличивается с ростом величины удельной поверхности. Установлено, что использование для сорбции предварительно прокаленных образцов способствует извлечению металлов из раствора. Выявлен диапазон рН, при котором достигается максимальное значение извлечения металлов (3,5-4,5). Определено, что для проведения наиболее эффективного извлечения металлов из растворов процесс сорбции следует проводить при температуре 40 ± 1 °С и Т:Ж= 1:5 в течение 60 и 90 мин для никеля и ванадия соответственно. Список источников 1. Vanadium bioavailability in soils amended with blast furnace slag / Maja A. Larsson [et al.] // J. Hazardous Materials. 2015. Vol. 296. P. 158-165. 2. Costigan M., Cary R., Dobson S. Vanadium pentoxide and other inorganic vanadium compounds // Concise International Chemical Assessment Documents 29 / World Health Organization, Geneva. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, 2001. 59 p. 3. Ванадий и его соединения (67). Серия: Научные обзоры советской литературы по токсичности и опасности химических веществ. М.: Центр междунар. проектов ГКНТ, 1984. 4. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп / под ред. В. А. Филова [и др.]. Л.: Химия, 1989. 592 с. 5. Poly(ethyleneimine) functionalized organic-inorganic hybrid silica by hydrothermalassisted surface grafting method for removal of nickel (II) / He Lu [et al.] // Korean J. Chemical Engineering. 2014. Vol. 31 (2). P. 343-349. 6 . Воробьева Н. М., Федорова Е. В., Баранова Н. И. Ванадий: биологическая роль, токсикология и фармакологическое применение // Биосфера: междисциплинарный научный и прикладной журнал. 2013. Т. 5, № 1. 7. Комплексная переработка ванадиевого сырья: химия и технология / В. Г. Мизин [и др.]. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 416 с. Таблица 3 Процесс извлечения ванадия и никеля из растворов. Условия эксперимента: рН = 4 (Ni), рН = 2 (V), 40 ± 1 °С, 60 мин, C(V)hok = 1,05 г/л, С(№)исх = 0,45 г/л Т:Ж Извлечение, % V (V) Ni (II) 1:5 58,16 39,76 1:10 47,65 33,19 1:25 35,18 27,81 1:50 18,80 33,27 1:100 7,47 0,48 2 5 7