Influence of Microwave Irradiation on the Process of Sorption of Zinc Ions by Bentonite From Concentrated Aqueous Solutions

Abstract

Наведено результати вивчення сорбційних характеристик, мікроструктури та фазового складу природного глинистого сорбенту бентоніту у процесах очистки ним водних розчинів з високими концентраціями іонів Цинку. Робота є продовженням попередньої серії аналогічних досліджень авторів з використанням модельних розчинів солей Цинку з малими концентраціями. Активація сорбенту проводилась у 2 способи: а) попередня промивка його чистою водою з одночасним опроміненням мікрохвилями, а потім контакт з розчином солі Цинку; б) пряме опромінення мікрохвилями під час контакту з розчином солі. Показано, що в обох варіантах є помітне зростання сорбційної ємності бентоніту за іоном Цинку. Особливістю даного дослідження є той факт, що у другому випадку («пряме опромінення») спостерігається інтенсивна спонтанна кристалізація нової фази на поверхні сорбенту. Методами скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійного та рентгенофазового аналізу встановлено, що цією новою фазою є гідроксосилікат Цинку. Причиною такого явища може бути виникнення нових центрів кристалізації внаслідок перерозподілу мікропор на поверхні сорбенту під дією мікрохвиль у водному середовищі. Другий варіант підготовки сорбенту («пряме опромінення») є простішим у технічному виконанні, тому його можна ефективно використовувати у процесах очистки стічних вод.

Features of Extraction of Copper, Zinc and Nickel Ions From Aqueous Solutions by Natural Sorbents, Activated Microwaves

“…Автори уже повідомляли у своїх попередніх публікаціях [5][6][7][8][9][10][11] про результати вивчення сорбційних властивостей глинистого матеріалу бентоніту (Бнт), опроміненого мікрохвилями у поєднанні з гідротермальною активацією. Було з'ясовано, що здатність цього природного сорбенту вилучати з водних розчинів деякі ВМ (зокрема, йони свинцю, міді, цинку та нікелю) помітно зростає після такої комбінованої підготовки.…”

“…Основна складова бентонітових глин -мінерал монтморилоніт (ММт) [4,9]. Його загальна формула набуває вигляду [x(Al2O3)•y(SiO2)]•z(OH)•m(H2O)•n(MeOk), де MeOk -оксиди металів (заліза, лужних і лужноземельних металів та ін.).…”

“…Мета нашої праці -порівняльне дослідження впливу мікрохвиль на сорбційні параметри цих відомих природних сорбентів: одного -з цеолітним типом структури (Клп), іншого -глинистого матеріалу (Бнт). Їхня гідротермальна активація під дією мікрохвиль відбувалась в аналогічних умовах, як і з бентонітом [5][6][7][8][9][10][11]. Об'єктами сорбційного вилучення у процесах очищення модельних водних розчинів були ті самі йони: Купрум, Цинк і Нікель.…”

“…Другий спосіб (серія «STYM») -активацію клиноптилоліту (як і бентоніту -в працях [5][6][7][8][9][10][11]) виконували комплексно: поєднанням дії НВЧ ЕМВ на сорбент з одночасним промиванням його чистою водою («стимуляція»). Потім промивні води видаляли декантацією, до сорбенту додавали робочі розчини солей ВМ і проводили їхнє сорбційне вилучення впродовж 24 год.…”

“…Третій спосіб (серія «DIR») -«нативний» зразок Клп (як і Бнт [5][6][7][8][9][10][11]) зразу заливали робочим розчином, перемішували і лише після того піддавали опроміненню мікрохвилями. Такий спосіб ми назвали «пряме опромінення» (Direct Irradiation).…”