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

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 42 -47 . T ransactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 42-47. Научная статья УДК 544.723.212 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.009 ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИИ ФОСФАТ-ИОНОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ДИОКСИДОМ КРЕМНИЯ, ПОЛУЧЕННОГО НА ОСНОВЕ КИСЛОТНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ НЕФЕЛИНА Юрий Олегович Веляев1, Дмитрий Владимирович Майоров2В 1Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия, velyaevyo@yandex.ru 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В.Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия, d.maiorov@ksc.ru Аннотация Изучен процесс сорбции фосфат-иона диоксидом кремния, полученного методом кислотного разложения нефелина. Проведена обработка экспериментальных данных по уравнениям сорбции Фрейндлиха и Ленгмюра, которая показала, что процесс сорбции достаточно точно описывается обоими уравнениями, при этом в расчетах предпочтительней использование уравнения мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Рассчитаны емкость адсорбционного монослоя синтезированного образца по отношению к РО43--иону и константа адсорбционного равновесия. На основании полученных данных проведена оценка различных вариантов сорбционной очистки коммунальных сточных вод от РО43--иона до нормируемых значений ПДК. Ключевые слова: диоксид кремния, структурно-поверхностные свойства, сорбция, фосфат-ион, уравнения сорбции Original article THE STUDY OF PHOSPHATE IONS SORPTION FROM SILICON DIOXIDE SOLUTIONS OBTAINED BY USING ACID DECOMPOSITION OF NEPHELINE Yuri O. Velyaev1, Dmitri V. Maiorov2^ Sevastopol State University, Sevastopol, Russia, velyaevyo@yandex.ru 2Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of KSC RAS, Apatity, Russia, d.maiorov@ksc.ru Abstract The process of sorption of phosphate ion by silicon dioxide obtained by acid decomposition of nepheline is studied. The experimental data were processed using the Freundlich and Langmuir sorption equations, which showed that the sorption process is fairly accurately described by both equations, while the use of the Langmuir monomolecular adsorption equation is preferable in the calculations. The capacity of the adsorption monolayer of the synthesized sample relative to the P043--ion and the adsorption equilibrium constant are calculated. Based on the obtained data, various options for sorption treatment of municipal wastewater from P043--ion to normalized MPC values were evaluated. Keywords: silicon dioxide, structural and surface properties, sorption, phosphate ion, sorption equations Введение В ИХТРЭМС КНЦ РАН разработан способ получения диоксида кремния на основе сернокислотного разложения нефелинового концентрата [1]. По своим физико-химическим свойствам и структурным характеристикам данный продукт занимает промежуточное положение между белой сажей и силикагелем [2-4] и предлагается авторами к применению в различных областях: производстве катализаторов, жидкого стекла, специальных видов бетона, в качестве осушителей воздуха, наполнителей резины и полимерных материалов, средств защиты растений, в литейном производстве. Кроме того, получаемый SiO 2 является аналогом природных соединений, обнаруживаемых в нативных почвах, и в случае использования его для очистки сточных вод от фосфора может являться мелиорантом с пролонгированным удобрительным эффектом не только по фосфору, но и по кремнию, что соответствует принципам современного направления «зеленая химия», детально рассмотренного в работе [5], согласно которой такой продукт будет иметь перспективу применения при рекультивации техногенно-нарушенных территорий, почва/грунт которых характеризуется дефицитом элементов питания растений. © Беляев Ю. О., Майоров Д. В., 2021 42