М.О.Романова1 М.В.Маслова2

1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета
2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им.И.В Тананаева КНЦ РАН, г.Апатиты, Россия

Одним из типовых процессов химической технологии является ионный обмен, осуществляемый с применением ионообменных материалов.

Способность ионитов селективно сорбировать металлы из различных водных сред обусловило их широкое применение при очистке сточных вод. При использовании традиционных методов очистки (механические, реагентные, биохимические) качество очищенной воды остается ниже природного уровня. Тем не менее, недостаточно очищенную воду сбрасывают в водоемы, рассчитывая на эффект разведения сточных вод и способность водоема к самоочищению. Именно это обстоятельство является одной из главных причин загрязнения водных источников.

Поэтому в настоящее время наблюдается тенденция к отказу от разбавления сточных вод. При дополнительном оснащении очистных сооружений установками ионного обмена качество сточной воды может быть повышено до природного уровня или более высокого, соответствующего качеству подготовленной воды. В первом случае вода может быть сброшена в водоем, во-втором - повторно употреблена для хозяйственных целей. Эта общепризнанная перспективная схема водоснабжения наиболее полно отвечает требованиям рационального использования и охраны водных ресурсов.

В настоящее время известно большое число как универсальных, так и селективных синтетических ионитов для очистки сточных вод. К ионообменным материалам высокой селективности относятся и фосфаты титана с общей формулой - TiOHPO₄^. nH₂O. В данной работе представлены результаты исследований по изучению ионообменных свойств такого сорбента по отношению к ионам цветных металлов (Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺) и определение констант устойчивости образующихся комплексов. Выбор конкретных ионов обусловлен близостью комбината "Североникель", являющегося основным загрязнителем природных вод поливалентными металлами. Химическая очистка стоков
не позволяет обеспечить требуемое качество сбросных вод по вышеназванным элементам. Это обуславливает введение в комплексную технологическую схему стадии сорбционной доочистки.

Для внедрения сорбционной технологии очистки сточных вод необходимо использование сорбционных материалов, способных извлекать цветные металлы из низкоконцентрированных растворов и дающих возможность получать высококонцентрированные элюаты, пригодные выделения товарной продукции.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что композиционный сорбент обладает высокой обменной емкостью и избирательностью к исследованным металлам.

Одним из основных критериев оценки технологической перспективности сорбентов наряду с сорбционными показателями является их способность к регенерации. Проведены испытания по десорбции катионов цветных металлов в динамических условиях 0.1 N раствором HCl. Практический полный съем сорбированных ионов достигается при пропускании 100 кол. объемов кислоты, концентрация металлов в элюатах составляет 500-650 мг/л. Рассчитанные константы устойчивости комплексов металлов с функциональными группами сорбента позволяют прогнозировать селективную десорбцию металлов.

Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья том 3