Магнитные композитные сорбенты для извлечения тяжелых металлов из жидких отходов и их иммобилизации в минералоподобной матрице

Abstract

Магнитные сорбенты получали смешиванием ферросфер с цирконосиликагелем с последующей термической обработкой композиций при 500 °C. В качестве магнитного компонента использовали узкую фракцию ферросфер E -0,063+0,050 мм, выделенную из летучей золы от сжигания экибастузского угля. Дополнительно поверхность полученных магнитных композиций активировали путем нанесения функциональных групп –POONa и –NH2. В равновесных условиях измерены сорбционные емкости сорбентов в отношении катионов Се3+ как имитатора U4+/Th4+и Pb2+ путем построения изотерм сорбции, которые были аппроксимированы моделью Ленгмюра. Установлено, что извлечение катионов Се3+ и Pb2+ из водных сред протекает с коэффициентами распределения 104–106 мл/г. Определены условия твердофазной кристаллизации сорбентов с формированием полифазной системы, в которой содержание фазы циркона достигает 50 мас. %

Magnetic sorbents were prepared by addition of ferrospheres to zirconia-silica gel followed by thermal treatment at 500 °C. The ferrosphere narrow fraction E -0.063+0.050 mm from fly ash resulted from combustion of Ekibastuz coal was used as a magnetic component. The surface of magnetic composites was additionally functionalized by grafting of – POONa and – NH2 groups. Under equilibrium conditions sorption capacities of the sorbents with respect to Се3+ used as a U4+/Th4+ simulator and Pb2+ were measured by means of determination of sorption isotherms which were fitted by the Langmuir model. It was established that extraction of Се3+ and Pb2+ from aqueous solutions is characterized by distribution coefficients of 104–106 ml/g. Temperature conditions for solid-phase crystallization of the sorbents resulting in polyphase systems with the content of zircon phase of 50 wt. % were found