Сорбційна активність глауконіту Амвросіївського родовища

Аннотация

Т. С. Литвин, О.А. Трошина, І.В. Качур – Сорбційна активність глауконіту Амвросіївського родовища Розглянуто сорбційні властивості глауконіту Амвросіївського родовища за стандартними методиками по відношенню до метилового оранжевого та метиленового блакитного.Наведено фазовий склад глауконіту.

Використання протягом значного періоду часу класичних технологій водоочищення, призвели до зростання обсягів забруднень гідросфери, що вимагає нових стратегій та технологій очистки стічних вод. При очищенні стоків сорбційними методами як адсорбент використовують активоване вугілля. Доцільно та раціонально замінити його на природні сорбенти, які з одного боку є недорогими і доступними матеріалами, а з іншого – дозволяють досягнути високого ступеня очищення. Перспективним є використання природного сорбенту – глауконіту. Глауконіт – мінерал, який відзначається цілим комплексом унікальних властивостей, він належить до числа алюмосилікатів, групи 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[Si₂AlO₁₀](OH)₂·nH₂O.

Метою роботи є вивчення сорбційнної активності глауконіту Амвросіївського родовища та його складу.

Для визначення складу глауконіту було виконано ІЧ аналіз зразку, який підтвердив наявність значної кількості діоксиду кремнію, а також сполук кальцію. Для визначення фазового стану зразка було зроблено рентгенофазовий аналіз глауконіту, рентгенограму зображено на рисунку 1.1.

Зйомка проводилася на рентгенівському дифрактометрі ДРОН–2 у монохроматичному випромінюванні. Результат рентгенограми показує, що глауконіт має кристалічну структуру. Завдяки особливостям кристалічної структури, які зумовлюють його здатність до катіонного обміну, глауконіт здавна використовувався для пом'якшення води, а пізніше і для її очищення. Як свідчать дані рисунку, в зразку присутні три основні фази:

Сa₂SiO₄ – 10 %;

кварц SiO₂ – 20 %;

кальціт – CaCO₃ – 70 %.

Встановлено високу ефективність глауконіту при очищенні води від солей важких металів, ряду органічних і неорганічних сполук, радіонуклідів.

Зразки глауконіту фракції (1 – 3) мм були досліджені при визначені сорбційної активності за метиловим оранжевим та метиленовим блакитним. Визначення проводилися за стандартними методиками. Зразок глауконіту масою 0,1 г поміщали до колби 100 мл та змішували з розчином барвника концентрацією 1500 мг/дм³. Потім відокремлювали глауконіт від розчину і знаходили залишкову концентрацію барвника. Залишкову концентрацію метилового оранжевого та метилового блакитного визначали колориметричним методом за допомогою калібрувального графіка. Отримані дані наведені у таблиці 1.1. Адсорбційну активність за індикатором (Х) в міліграмах на 1 грам продукту розрахували за формулою:

Х = (С₁ – С₂ · К) · 0,025 / m

де С₁ – масова концентрація вихідного розчину індикатора, мг/дм³;

С₂ – масова концентрація розчину після взаємодії с глауконітом, мг/дм³;

К – коефіцієнт розбавлення розчину, взятого для аналізу, після взаємодії з глауконітом;

m – маса наважки, г;

0,025 – об’єм розчину індикатора, що використаний для освітлення, дм³.

Таблиця 1.1 – Експериментальні дані сорбційної активності глауконіту

Барвник	Маса глауконіту, г	Вихідна концентрація, мг/дм3	Залишкова концентрація, мг/дм3	Адсорбційна ємність, мг/г
Метиленовий блакитний	0,1	1500	990	127,5
Метиловий оранжевий	0,1	1500	780	181,5

Адсорбційна ємність глауконіту за метиленовим оранжевим має близько 90 % у порівнянні з активованим вугіллям 200 мг/г. Витрати сорбенту для забезпечення необхідного ступеня очищення встановлюється, виходячи з адсорбційної активності та ємності адсорбенту й конкретних початкових умов ступеня забруднення стічних вод. Таким чином, за результатами проведених досліджень можна дійти висновку, що глауконіт Амвросіївського родовища може бути використаним у якості сорбенту для очищення стічних вод, а кристалічна структура дозволяє використовувати для пом’якшення води.