Визначення сорбційних властивостей глауконіту

Автор: Т. С. Литвин, Я. М. Зуб, О.А. Трошина
Источник: Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів - 2012 / Матерiали ХХII Всеукраїнської наукової конференцiї аспiрантiв і студентів. — Донецьк, ДонНТУ — 2012, Том 1, с. 104-105.

Аннотация

Т. С. Литвин, Я. М. Зуб, О.А. Трошина – Визначення сорбційних властивостей глауконіту Розглянуто основні характеристики природного мінералу – глауконіт. Наведено експериментальні дані про сорбційні властивості мінералу.

Все збільшуються забруднення гідросфери продуктами антропогенного походження, що вимагає розробки нових шляхів очистки вод різного походження та забрудненості. Існує багато методів, серед яких ефективнішим є сорбційний метод. В якості сорбенту звичайно використовують активоване вугілля, але вартість очищення на АВ дуже велика. Останім часом все більше поширюються не вуглецеві природні сорбенти, серед яких значне місце займає глауконіт. Ефективність практичного використання глауконіту в якості сорбційного матеріалу залежить від його пористої структури, питомої поверхні, форми та розміру зерен, а також інших структурно–геометричний характеристик, сукупність яких називають текстурою сорбенту. Глауконіт відноситься до групи алюмосилікатів. Алюмосилікати – це група природних і синтетичних силікатів, комплексні аніони яких містять кремній і алюміній. В якості катіонів виступають Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, а іноді Ba²⁺ і Li⁺. Хімічна формула глауконіту (K, H₂O) (Fe³⁺, Al³⁺, Fe²⁺, Mg²⁺)•2[Si₂ AlO₁₀] (OH)₂•nH₂O

Хімічний склад дуже мінливий:

оксид калію (К₂О) 4,4 – 9,4 %,

оксид натрію (Na₂O) 0 – 3,5 %,

оксид алюмінію (Al₂О₃) 5,5 – 22,6 %,

оксид заліза (Fe₂O₃) 6,1 – 27,9 %,

оксид заліза (FeO) 0,8 – 8,6 %,

оксид магнію (MgO) 2,4 – 4,5 %,

діоксид кремнію (SiO₂) 47,6 – 52,9 %,

вода (H₂O) 4,9 – 13,5 %.

Для глауконіту характерний низький процент десорбції, висока теплоємність, густина 2000 – 2900 кг/м³, пластичність, а також інші властивості вказують на унікальність мінералу та перспективу його використання. Глауконіт відповідає всім оснівним вимогам, які пред'являються до сорбентів для визначення забруднень. Переваги глауконіту у тому, що після очистки забруднених об’єктів, необхідною кількістю сорбенту, шкідливі речовини по концентрації досягають рівня ГДК, тобто клас небезпеки відходів знижується до небезпечного.

Значне родовище глауконіту знаходиться в Амвросіївському регіоні Донецької області. Тому доцільно було б оцінити сорбційні властивості глауконіту цього родовища з метою його подальшого широкого використання для очищення стічних вод. Було виконано ІЧ аналіз зразку глауконіту, який підтвердив наявність значної кількості діоксиду кремнію, а також сполук кальцію. Зразки глауконіту фракції (1 – 3) мм було досліджено як сорбент в процесах вилучення із води органічних сполук та іонів важких металів. У якості органічного забруднювача використовували метиловий червоний, який є стандартною речовиною для вивчення сорбційних властивостей. Залишкову концентрацію метилового красного визначали колориметричним методом за допомогою калібрувального графіка.

Для оцінки можливості сорбційного очищення стічних вод від іонів важких металів досліджували процес вилучення глауконітом із води іонів свинцю Pb²⁺. Залишкову концентрацію свинцю знаходили комплекснометричним титруванням в присутності ксиленолового оранжевого. Вигляд одержаних ізотерм адсорбції наведено на рисунках 1.1 – 1.2.

Рисунок 1.1 – Ізотерми адсорбції свинцю

Рисунок 1.2 – Ізотерми адсорбції органічного забруднювача

Одержані дані свідчать о досить високий сорбційній ємності глауконіту Амвросіївського родовища відносно органічного барвника та іонів свинцю Pb²⁺. Рівняння Френдліха має вигляд:

для органічного забруднювача Г = 0,096 · С^0,44 ;

для свинцю Г = 0,41 · С^0,93.

Таким чином, глауконіт Амвросіївського місця народження може бути використаним у якості сорбенту забруднень стічних вод різного походження.