Вестник Кольского научного центра РАН. 2009, №1.

составу на 95-97% состоящие из Mg-Fe-стекла. Гидрохимические исследования выветривания показали что шлаковое стекло способно гидратироваться при грануляции и при обработке паром. Оно неустойчиво в разбавленных растворах соляной и серной кислот, гидроксида натрия и даже углекислого натрия. Mg-Fe-шлаки цветной металлургии относятся к кислым с оптимальной гидравлической активностью при сульфатно-щелочной активации и твердении в гидротермальных условиях. Наиболее эффективными активаторами твердения в технологии вяжущих материалов являются оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. В качестве дисперсионной среды ИППЭС были выбраны растворы оксида и силикатов натрия. Свойства растворов силикатов натрия определяются подвижностью и гидратацией катиона натрия и полимеризацией кремнекислородных анионов. Фазовый состав вяжущего (цемента) обуславливает полифункциональные свойства ТМД-адсорбента на его основе. Механизм адсорбции определяется как ионным обменом, так и хемосорбцией за счет образования труднорастворимых соединений. Изучение адсорбционных свойств показало, что процесс сорбционной очистки может успешно осуществляться в динамическом режиме в проточных колонках при линейной скорости фильтрации очищаемого раствора 4 м/ч и времени контакта адсорбент-раствор не менее 20 мин. при температуре от 0 до 50оС. В указанном режиме адсорбции было изучено декатионирование растворов от катионов тяжелых цветных металлов, цинка, ртути и радионуклидов. Изучалась сорбция многокомпонентных растворов. Отработанный до насыщения адсорбент можно использовать в промышленности как руду для последующей переработки, так как концентрация металлов в насыщенном сорбенте выше, чем в добываемой руде. Испытания показали высокую эффективность адсорбента и при очистке от радионуклидов сильноминерализованных технологических растворов: ТМД-адсорбент по его сорбционной емкости в сочетании с прочностными и коррозионными характеристиками может быть рекомендован для иммобилизации радиоактивных отходов с целью последующего захоронения в виде бетонов. Разработаны алюминий-, титан-, цирконийсодержащие ТМД-адсорбенты в системе: кислотонеустойчивое минеральное сырье (или отходы) - раствор кислоты. Технология включает: помол минерального сырья до заданной величины поверхности (0.19-0.30 м 2 /г); приготовление раствора кислоты; смешение компонентов дисперсии в определенных соотношениях Т/Ж > 3/1; грануляцию полученной дисперсии; термолиз при температуре 110-130оС в течение 20-60 мин., адсорбционную емкость 1 . 0 - 1 .2 мг-экв/г. Алюминийсодержащие адсорбенты синтезированы в системе: нефелинсодержащее сырье (>40 масс. % нефелина) - раствор соляной кислоты и хлористого кальция. Новообразования представлены аморфной фазой, состоящей из гидратированных оксидов кремния и алюминия, оксигидрохлорида алюминия - AI 5 O 14 H 10 HQ, гидросиликатов кальция - CaO'2SiO 2 2H 2 O. Титансодержащие адсорбенты синтезированы в системе: сфеновый концентрат - раствор серной кислоты. Новообразования представлены аморфной фазой, в состав которой входят гидратированные оксиды кремния, титана и алюминия, обусловленного наличием в сфеновом концентрате нефелина, гипсом - CaSO 4 2H 2 O, дисиликатом кальция - CaO 2 SiO 2 H 2 O. Цирконийсодержащие адсорбенты синтезированы в системе: эвдиалитовый концентрат - раствор серной кислоты. Состав продуктов твердения представлен гидрооксисолями циркония, двуводным сульфатом кальция и аморфной фазой, состоящей из гидратированных оксидов кремния и алюминия. Предложены способы утилизации отработанных ТМД-адсорбентов путем повторного использования их после помола в качестве исходного сырья для последующего синтеза адсорбентов, допускается их трехкратный оборот в составе дисперсии для получения адсорбентов. Новообразования отработанных адсорбентов, представленные кристаллохимически устойчивыми минеральными фазами, можно использовать в составе пассивных или твердеющих закладочных смесей при подземной отработке месторождений. Определены области применения ТМД-материалов: адсорбционная очистка поверхностных и шахтных вод от ряда катионов и анионов; взвешенных частиц, растворенных нефтепродуктов; адсорбционно-активная добавка к смесям для закладки отработанных пространств подземных выработок с целью снижения концентрации солей в шахтной воде и повышения прочности закладочного бетона; закрепление пылящих поверхностей хранилищ нефелинсодержащих хвостов обогащения. На примере фосфор-, алюминий- и никельсодержащего минерального сырья сложного по минералогическому составу показана перспективность применения ТМД-продуктов в технологии его переработки с целью селективного выщелачивания целевых компонентов P 2 O5, Al 2 O3, Na 2 O, K 2 O, NiO, CuO, CoO в стационарном или движущемся слое адсорбента. Все это позволяет наметить пути решения ряда сложных геоэкологических научных проблем, связанных с устойчивым экологически чистым природопользованием. К достижениям ИППЭС последних лет в области промышленной экологии следует отнести следующие: 1. Предложен и апробирован минеральный адсорбент-катализатор для кондиционирования питьевой воды от катионов железа и марганца. В качестве носителя каталитически активных групп использованы минеральные породы, содержащие соли слабых кислот и слабых оснований, а в качестве закрепленных каталитически активных центров - металлорганические комплексы переходных металлов. Степень очистки питьевой воды достигает 99.9% с исходной концентрацией 30