CC BY
232
УДК 669.213.3:622.765 П.М. Соложенкин
БИО- и НАНОСОРБЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННЫХ И ПРОДУКТИВНЫХ РАСТВОРОВ
Разработаны условия синтеза наносорбентов типа акаганеита и их модификаций. Полученные наносорбенты охарактеризованы современными физикохимическими методами. Показаны синтез наносорбента типа акаганеита, его модифицирование катионным ПАВ (Ы-цетил, N,N,N-триметиламмония бромид) и применение их для эффективного удаления ионов тяжелых металлов типа анионов мышьяка, катионов кадмия и цинка. Изучены основные условия сорбции мышьяка, кадмия и цинка акаганеитом. Показано, что наносорбент акаганеит обладает высокой сорбционной емкостью по сравнению с изученными сорбентами.
Ключевые слова: наносорбент, сорбция, флотация, мышьяк, золото, серебро, хром, цинк, акаганеит, гетит, бионаносорбционная флотация.
Семинар № 20
'П настоящее время извлечение металлов из разбавленных
.О растворов приобретает актуальное значение в связи с проблемами предотвращения воздействия растворов на окружающую среду и получение ценных компонентов.
Известно, что различные микроорганизмы устойчивы к тяжелым металлам и способны накапливать их в своих клетках за счет процессов транспортирования. Отделение биомассы микроорганизмов от жидкости фильтрацией, многократной флокуляцией, центрофугированием - малоэффективно. Наиболее перспективно и наиболее эффективно флотационное отделение тонких частиц микроорганизмов, нагруженных металлом. Целесообразно сочетание двух процессов - селективной сорбции металлов на био- и наносорбентах и флотации, так называемая, бионаносорбционная флотация [1].
В качестве сорбентов могут выступать биомассы различных микроорганизмов: бактерий, микромицетов, грибов (мицелиальные отходы производств антибиотиков), дрожжей (пекарских, пивных и кормовых), активного ила и микроводорослей, а также наносорбенты на основе оксигидрата железа типа акаганеита Р-РеО(ОН).
Известно, что извлечение золота в основном осуществляется агитационным выщелачиванием (39%), кучным выщелачиванием (10%), предварительной обработкой руд с последующим цианированием (10%). Предварительная обработка упорных руд включает автоклавное выщелачивание (53%), обжиг (36%) и бактериальное окисление комплексных концентратов (11%). Угольная технология занимает 50%, технология плавки - 18% и осаждение цинком -только 9%.
Обсуждается новое направление в золотодобывающей промышленности для извлечения золота из водных растворов различной биомассой микроорганизмов, как альтернатива технологии «уголь в пульпе» (CIP), «уголь при выщелачивании» (CIL), «уголь в растворе» (CIS, CIC - для растворов кучного выщелачивания, растворов с низкой концентрацией металла, сливов сгустителей и т.п.). Большинство биомасс связывают золото, содержащих золото(1) в виде [Au(CN)2]- или золото(Ш) в [AuCl4]-. Высокий уровень извлечения золота достигнут, используя биомассу из отходов ферментации при производстве антибиотиков, или различные водоросли. Chlorella vulgaris извлекала до 90% золота из растворов Au (III) при рН 2, концентрацией 10-9 М. Золотонагруженная биомасса содержала 10% Au на сухой вес, и был достигнут концентрационный фактор равный 5000. Водоросли легко флотируются воздухом, растворенным в воде, или электрофлотацией. Поэтому наряду с использованием активированного угля, заслуживает дальнейшего развития флотация водорослей, нагруженных благородными металлами. Эти методы заслуживают внимания у предприятий небольшой производительности, особенно для переработки вторичного сырья (электронного лома).
Научная и практическая актуальность проблемы состоит в выявлении взаимосвязи между сорбцией цветных, благородных металлов биомассой микроорганизмов и её флотируемостью, установлении оптимальных параметров регулирования флотации биомассы, нагруженной металлами. Это позволит дать обоснование роли поливалентных металлов в процессе гидрофобизации поверхности биомассы микроорганизмов, выявить новые аспекты действия металлов в процессе разделения суспензии биомассы микроорганизмов, создать на этой основе оптимальные технологии извлечения металлов из разбавленных растворов и выдать конкретные
рекомендации по био- нанофлотационной технологии извлечения благородных и цветных металлов.
В настоящее время исследованием в области биосорбции металлов охвачен широкий круг бактерий, грибов, дрожжей и водорослей [2]. Показано, что способность сорбировать металлы из растворов в той или иной степени обладают все микроорганизмы.
Процесс биосорбции металлов является высокоселективным, т.к. связывание металлов осуществляется как за счет различных механизмов (ионный обмен, комплексообразование, восстановление, образование малорастворимых соединений), так и за счет особенностей поведения различных металлов в растворах. Сорбционная ёмкость микроорганизмов различных систематических групп (микромицетов, микроводорослей и бактерий) в ряде случаев превышает 40% от сухого веса биомассы. По данным С.А. Маракуше-ва, максимальная золотоаккумулирующая способность у клеток M. luteus за один час достигала 45 % от веса сухой биомассы микрококка [3].
Биосорбция металлов
Благородные металлы
В результате исследования сорбции металлов из растворов микроорганизмами выявлены следующие закономерности:
- сорбционная способность живых клеток значительно выше, чем инактивированных;
- различия в величинах сорбции разных металлов достигают 1,5-2,0 порядков;
- выделение металлов или их соединений происходит в виде коллоидных частиц на поверхности клеток;
- емкость клеток в отдельных случаях превышает сорбционную ёмкость неорганических сорбентов [4-5].
В табл. 1-3 представлены обобщенные сведения о сорбции благородных металлов водорослями, бактериями и биополимерами.
Сорбционная емкость биомасса микроорганизмов (водорослей, бактерий и биополимеров) обладает емкостью, превышающей ёмкость синтетических и природных сорбентов (угля и смолы АМ-2Б). Например, морская, коричневая водоросль, Sargassum natas, сорбирует золото до 420 мг Au/г биомассы, Micrococus luteus за 30 мин - 177,3 мг Au/г, а за 2 часа - 253,1 мг Au/г биомассы. Гранулы AMT Bioclam tm поглощали до 462 мг Pd и 102 мг Pt [6]. Chlorella
vulgaris аккумулировала до 120 мг Au/г, Chlorella pyrenoiclosa - свы-ше140 мг Au/г (рис. 1, 2, 3).
Таблица 1
Сорбция благородных металлов биомассой водорослей
N Водоросли Катионы Ме Условия Емкость металла на 1г, мг Ме/г Извле- чение, %
1. Sargassum natans AuCl4 - рН<2,5 420
2. Chlorella regularis AuCl 4 - р-р 10-9 М 10%
3. Chlorella pyrenoido-sa Ag+ 50
4. Chlorella pyrenoido-sa Au 180
5. Chlorella vulgaris AuCl4 - гранулы 10%,10,5 ммоль/г
6. Chlorella vulgaris AuCl 4 - сорбент 420
7. AMT_Bioclam tm Au(CN)2- гранулы 155, (15,5%) 89-99
Au(CN)2- pH 3,6-3,7 127 (12,7%) 96-99
Au(CN)2- pH 10,34 27 99-90
Ag(S2O3)" pH 8,4 94 99-93
Pd Cl2 гранулы 436 99-99
Pd Cl2 Cu гранулы 102 69-98
8. Chlorella kessleri Ag+ 45
9. Palmaria tevere Au 164
10 Palmaria palmata Au 124
11 Cyanidium caldarium Au 84
12 Chlorella vulgaris Au 80
13 Chondrus crispus Au 76
14 Spirulina platensin Au 58-71
15 Phodymenia palmata Au 40
16 Ascophyllum nodosum Au 24
17 Водоросль из свежей воды Au сорбент 27-127
18 S. ocliguus Ag 45
Сорбция золота грибами Aspergillus niger составляла 176 мг Au/г, а грибами Phizopus arrhizus - 100-164 мг Au/г. Хитозан из
растворов АиС14 при рН 3,3-4,2 сорбировал до 150 мг Аи/г при извлечении до 99,5%.
Таблица 2
Сорбция благородных металлов микроорганизмами
N Микроорганизм Катион металлов Ёмкость металла на 1г биомассы, мг Ме/г
1. Aspergillus niger Au 176
2. Phizopus arrhizus Au 100-164
3. Bacillus subtiles Au 79
4. Bacillus licheni formis Au 59
5. Биосорбент из гриба Ag 65
6. Phizopus arrhizus Ag 54
7. Streptomyces noursei Ag 38,4
8. Saccharomyces cerevisiae Ag 4,7-60
9. Act. roseolus-биосорбент Ag 99,8
линкомицина, гранулы Ag /Cu=4,2.106
Таблица 3
Сорбция благородных металлов на биополимерах (хитозане)
N Катион металлов pH Ёмкость металла на 1г биомассы, мг Ме / г Извлечение, %
1. Au Cl4 - 3,3-4,2 150 99,5
2. Au(CN)2 - 10 8
3. Ag 3,5 194
6,5 129
4. Ag(CN)2 45,6
Для микроводорослей, предварительно адаптированных к ионному золоту, сорбционная способность уменьшается в ряду: Аи^е>Си>№>Мп. Кинетика сорбции металлов клетками микроорганизмов показывает, что оптимальная продолжительность сорбции составляет 20-60 мин.
Например, максимальная золотоаккумулирующая способность у клеток М. 1Ш;еш за один час достигала 45% от веса сухой биомассы микрококка [3]. Полученные результаты представлены в табл. 4.
Ионы могут превращаться в коллоидные частицы свободного металла или его нерастворимого соединения (этим объясняются необыкновенно высокие показатели сорбции). Значительная сорбция золота связана с возможностью восстановления золота до кол-
лоидного золота (О). Через 20, 69, 93 час на биомассе водорослей наблюдается четкий пик для коллоидного
140 л
120
* 100-<V>
80 -
§
vg 60 §° 40
20
О
HAuCL
[HAuCI4+MnCI2J
[HAuC/4+FeC/3]
FeC/o
CuCL
[HAuCI4+CuC/2]
Au Fe Cu Au Fe
Au Cu
Au Mn
Рис. 1. Способность Chlorella vulgaris сорбировать металлы из различным электролитов
Рис. 2. Способность Chlorella pyrenoidosa сорбировать металлы из различных электролитов. Исходная концнтрация растворов - 5-104 , продолжительность контакта -1ч [5]
300
250-
^ 200 \ 5-
§' 150 \ 'о §-
о 100 \
50 -
О -
[НАиСЦ+FeC/j]
HAUCI4
[HAuQ4+СиО2] [HAuC!4+МпС!2]
Au Fe C“ Au Fe Аи Си
Au Mn
Рис. 3. Способность Bacillus sp. сорбировать металлы из различных электролитов.
Таблица 4
Количество поглощенного золота (мг/г сухой биомассы) в зависимости от времени контакта при 25 о С. Исходная концентрация металла 5103 М
Бактерии Время, мин
10 30 120 1440
P. stutzery 72,1 74,3 89,2 99,1
P.sp 58,6 59,6 65,9 84,2
B.subtilis 0 0 8,1 18,4
B.cereus 78,4 84,8 107,5 161,3
F.rigense 23,7 82,5 101,7 112,4
M.luteus 121,5 177,3 253,1 450,7
золота(О), которое практически не отличается от исходного раствора коллоидного золота [7-14].
Обнаружено, что биомасса A. niger является эффективным сорбентом ионов серебра из растворов с концентрацией Ag 2,5 ррм, способным связывать до 10% на сухой вес биомассы. Величина рН в пределах 5-7 не влияет на биосорбцию серебра.
Связанное серебро можно полностью десорбировать разбавленным раствором азотной кислоты, а биосорбент регенерировать промывкой Ca2+/Mg2+ растворами. Этот биосорбент является уникальным в механизме сорбции ионов металлов, установлен стехиометрический обмен с ионами кальция и магния биосорбента.
32 гриба из коллекции были испытаны для установления их способности аккумулировать Ag, Cd, Cu, Ni, Pb из водных растворов. Гриб Phoma sp. терпим к 1 ммоль/л серебра и аккумулирует его селективно. Способность грибов аккумулировать пять тяжелых металлов не коррелируется с ионным радиусом металлов.
Известно, ответственным за поглощение коллоидного золота биомассой, являются аминокислоты, а также белки. Использовали для сорбции коллоидного золота материалы с наибольшим выходом этих органических соединений. Был испытан белкововитаминный концентрат (БВК), содержащий 48,3% протеина, на долю аминокислот приходится 23%. Полное обеззолачивание коллоидных растворов достигается при загрузке БВК 1,5-2,0 г/л и продолжительности контакта 6 ч [18]. Полная статическая обменная ёмкость концентрата по коллоидному золоту составила 40 мг/л при равновесной концентрации в растворе 2,5 мг/л. БВК по своим показателям значительно превосходит биомассу Aspergillus niger из-за большого содержания аминокислот и белков.
Рентгеновское микроспектральное исследование позволило установить, что золотые частицы концентрируются на поверхности БВК. Форма и размер частичек золота не изменялись по сравнению с теми, которые фиксируются в коллоидных растворах. Золото регистрируется не на всех кусочках БВК. Флотация неорганических сорбентов, нагруженных комплексом золота, нашла практическое применение в производстве [15-16].
Исследованы процессы сорбции тиомочевинного комплекса золота на порошке активированного угля (ПАУ) [15]. ПАУ имеет ряд преимуществ по сравнению с гранулированным углем в связи его большой поверхностью сорбции и дешевизной. Извлечение золота (I) достигает 99% в одну стадию менее чем за 20 мин контакта. Для извлечения насыщенного по золоту (I) порошка активиро-
ванного угля и отделение его от раствора была использована в течение 5 мин пенная флотация с олеатом натрия, концентрации 100 мг/л. Высокое извлечение золота (I) возможно только в щелочной среде при рН 11 и концентрации эталона 0,5 об %. Выделение ПАУ из водных растворов флотацией нужно рассматривать как конкурентоспособный, относительно дешевый, эффективный и быстрый процесс.
При разрушении пены получали богатую золотосодержащую дисперсию золота (I) с выходом около 5% первоначального объема. Содержание золота (I) в ней составляет 400 мг/л при 100-ным извлечении золота из раствора. Извлекать золото (I) из такой фазы после удаления из нее воды можно металлургическим способом.
Н.А. Дементьева, Д.И. Коган и С.Б. Леонов разработали сорбционно-флотационные варианты извлечение золота из цианистых пульп с помощью активированного угля КАД-молотый, модифицированный органическими реагентами [17]. Модификатором порошкообразных углей является триалкилбензиламмоный хлорид (ТАБАХ) - четвертичная амммониевая соль (ЧАС). Активированные угли, обработанные ЧАС, увеличивают сорбционную способность по золоту. ТАБАХ, являющийся экстрагентом золота, выполняет при флотации роль собирателя, который концентрируется в порах угля, т.е. реализуется непременное требование, согласно которому уголь может быть сфлотирован, только при заполнений его пор гидрофобным продуктом. По данной технологии проведены полупромышленные испытания на Коммунаровской ЗИФ. Предложенный процесс позволяет повысить извлечение золота на 7,5% по сравнению с фильтрационной технологией, принятой на фабрике.
Кадмий
Для биосорбции кадмия использовали биомассу различных микроорганизмов- грибов, дрожжей, бактерии и водорослей [2, 14]. Особое внимание уделяется некоторым грибам, как полупродуктам процессов ферментации, и некоторым коричневым морским водорослям. Например, коричневая морская водоросль Ascophyllum nodosum поглощала 215 мг Cd/г, а Sargassum natans - 135 Cd/г. Акти-номицеты типа Streptomyces griseus (выращенный в лаборатории) и Streptomyces clavuligerus(промышленный образец) сорбируют кадмий порядка 0,17 кмоль Cd/кг при начальной концентрации металла 1-10-4 моль/дм-3.
Таблица 5
Влияние рН раствора на биосорбцию ионов меди,
Величина рН
Извлечение катионов металлов, %
Медь Никель Цинк
3 16,28 2,33 2,33
4 34,83 6,98 2,33
5 69,77 9,3 2,33
6 93,02 6,98 11,63
7 95,35 11,63 18,6
8 95,35 27,91 58,14
9 93,02 81,4 97,67
10 90,7 86,05 97,67
11 86,05 93,02 97,67
Медь, цинк, никель
Streptomyces rimosus (актиномицеты при производстве тетрациклина) селективно поглощают катионы меди из смеси растворов с концентрацией: 2п - 0,765, Си - 0,157, № - 3,408-10-2, Са - 2,495, № - 4,348-10-3 ммоль/дм-3 (табл. 4).
Катионы меди начинают связываться с биомассой при рН 4, максимальное удаление меди достигается при рН = 6. В противоположность этому катионы цинка осаждаются только при рН выше 7, а катионы никеля - при рН = 8. Эти данные свидетельствуют о способности биомассы к специфической селективной сорбции и удалению меди из смеси других катионов в растворе.
Флотация клеток микроорганизмов и биомассы микроорганизмов, нагруженных металлами
Живые клетки представляют собой в значительной степени нетривиальный объект при решении задач, связанных с их флотацией из водных сред. Трудности, возникающие при флотации микроорганизмов, связаны с малыми их размерами (обычно 1-3 мкм) и высокой, в основном, гидрофильностью поверхности. Поэтому повышение эффективности их флотационного выделения обычно обеспечивается двумя видами воздействий: гидрофобизацией поверхности клеток с помощью поверхностно-активных веществ и агрегированием клеток с помощью неорганических электролитов и флокулянтов. Наиболее оптимальным является сочетание обоих путей повышения эффективности флотации. Это позволяет выделить весь комплекс вопросов, связанных с флотацией клеток в от-
дельную проблему, требующую всестороннего экспериментального и теоретического изучения.
Процесс заключается в предварительном захвате иона или молекулы частицами носителя (благодаря адсорбции, абсорбции, со-осаждения) с последующей флотацией , нагруженных частиц. Носителем могут служить биомасса микроорганизмов, наносорбенты, ионообменные смолы, активированный уголь, образуемый в растворе осадок. Носитель может обладать как собственной флоти-руемостью, так и быть гидрофобизизирован с помощью собирателя. Имеются отдельные работы по флотации металлнагруженной микробной биомассы.
Зеленые микроводоросли
Исследована флотация биомассы зеленых водорослей Chlorella vulgaris, Chlamydomonos sp. нагруженных Pb (II) из водных растворов. Для хорошей флотации хлореллы с додециламином при рН = 8 необходимо добавлять поливалентные катионы, такие как Al (Ш).Лучшая флотация водорослей при рН 8 связана с отрицательным зарядом поверхности микроорганизма и при добавлении алюминия наблюдается флокуляция тонких частиц. При применении коллектора додецилсульфата натрия лучшая флотация наблюдается при рН 4. В присутствии алюминия наблюдается перезарядка поверхности хлореллы, а затем её флокуляция. Максимальный положительный заряд хлореллы наблюдается в области от 4 до 5 рН и в этих условиях она хорошо флотируется. Роль свинца в этой системе вероятно подобна алюминию и поэтому для лучшей флотации при рН 4 необходимо наличие алюминия в системе.
С. vulgaris успешно флотируется N-додецил^-амино-пропионовой кислотой, хотя в этих условиях флокуляция частиц не происходит. Поверхность водоросли содержит, как карбоксильные, так и аминные функциональные группы, такие же функциональные группы находятся и в структуре аминопропионовой кислоты. Флотируемость хлореллы возрастает при добавлении сульфата железа до 80 г/м3 при рН 3, рН 9 и рН 9,6 и отсутствии собирателей. Хунсукатт использовал необычную процедуру флотации водорослей. Поверхностно покрытый газ аргон вводился во флотационную камеру, где обеспечивалось взаимодействие между коллектором, закрепленным на пузырьках аргона и поверхностью водоросли, т.е. была развита так называемая флотация в активиро-
ванных водных дисперсиях воздуха (АВДВ), ранее предложена автором настоящей статьи.
Грибы
В качестве биомассы использовали отходы от производства двух товарных грибов Penicillium chrysogenum и Phizopus arrihizus. Изучена безреагентная флотация биомассы грибов Penicillium chri-sogenum и Phizopus arrihizus, предварительно насыщенных кадмием. Максимальное извлечение биомассы грибов было при рН 2. Флотация протекала с высокой скоростью: за 1-2 мин извлекалось свыше 80 % биомассы и кадмия без подачи флотационных реагентов. Изучено удаление активного ила, нагруженного Cd, Zn, Ni. Биосорбционная флотация с активным илом позволила эффективно удалить из растворов кадмий, цинк и никель.
Бактерии
Биомасса бактерий Streptomyces pilosus извлекает Pb(II) из водных растворов.
Додецилсульфат натрия (ДДSNa) сорбируется на биомассе S. pilosus и в присутствии Pb(II) сорбция коллектора возрастает. Биомасса бактерии флотируется незначительно и добавление ДДSNa несколько её улучшает флотируемость. В присутствии Pb(II) биомасса бактерий S. pilosus флотируется как в присутствии, так и в отсутствии ДДSNa. Увеличение флотации в отсутствии коллектора является результатом повышения гидрофобности биомассы или увеличения агрегации клеток бактерий. Когда добавляется ДДSNa флотация возрастает значительно. В присутствии Pb сорбция коллектора приводит к такой конфигурации, когда углеводородная часть ДДSNa направлена в раствор и создается более гидрофобная поверхность. Сульфат алюминия способствует улучшению флоти-руемости Bacillus cereus при использовании лауриламина в качестве собирателя.
Actinomycetus
Ранее биомасса актиномицетов рода Streptomyces-Streptomyces clavuligerus и Streptomyces griseus была применена для эффективного извлечения кадмия [1]. Тонко диспергированные пузырьки (10-120ц,м) генерировали за счет воздуха растворенного в воде. Сорбент использовали многократно.
С целью повышения эффективности извлечения металлов также разработан способ флотации, в котором используется биомасса микроорганизмов- актиномицетов в качестве селективного биосор-
бента и носителя. Преимуществом предлагаемого способа заключается в том, что он наиболее пригоден для низких концентрации извлекаемых ионов, меньше 50 мг/л, когда частицы осадка катионов металлов имеют коллоидные или близкие к коллоидным размеры и не могут быть эффективно выделены существующими методами.
В качестве биомассы микроорганизмов применяли грамм -положительные актиномицеты Actinomycetes АК61и J L322 отходы при производстве антибиотиков, удалялся металл из низких начальных концентрации кадмия 10 мг/л., использовали распространенные катионные собирателя типа - цетилтриметил аммония бромид, при рН = 6-10 и контакте с сухой биомассой актиномице-тов АК-61 и J L322 15 мин.
Биомассу при концентрации 0,5 мг/л суспензировали в растворе с содержанием 5,0 мг/л кадмия, рН регулировали растворами №аОН или Н№03 (0,1№). Флотацию проводили в колонне с диспер-гатором в основании. Размер пор 10-16 ммк. Поток воздуха составлял 100 см3/мин. Начальная концентрация кадмия 5,0 мг/л. Этиловый спирт в количестве 0,25% у/у использовали в качестве пенообразователя. Для повышения гидрофобности биомассы микроорганизмов применяли катионный собиратель цетилтриметил аммония бромид (Ц Т М А Вг) в количестве 2,5-10-5 М и его контакте в течение 15 мин. Извлечение кадмия равным 100% означало, что остаточное содержание кадмия в растворе было ниже предела чувствительности 0,03 Сd мг/л. Флотация нагруженной биомассы протекает быстро. За 1 мин извлекается почти 100% биомассы ак-тиномицетов и свыше 95% кадмия при указанных выше условиях (табл. 6)
Скорость потока воздуха 100 см3/мин является достаточным для эффективной флотации нагруженной биомассы и наличие Ц Т М А Вг повышает отделение биомассы. В области рН от 6 до 10 отделение биомассы и удаление кадмия было эффективным. Удаление кадмия было почти 100%, так как остаточная концентрация кадмия была ниже 0,03 мг/л. В отсутствие биомассы удаление кадмия наблюдалось только при рН выше 10 (табл. 7).
Таблица 6
Влияние продолжительности флотации на удаления кадмия и отделения биомассы, нагруженной кадмием в присутствии Ц Т М А Вг
Продолжительность флотации, мин Биомасса J L322 Извлечение, % Биомасса АК61 Извлечение, %
Биомассы Кадмия Биомассы Кадмия
0 0 0 0 0
1 100 96 100 99,9
3 100 96 100 99,9
5 100 96 100 99,9
10 100 98 100 99,9
20 100 98 100 99,4
Таблица 7
Влияние рН на флотацию биомассы, нагруженной кадмием, и удаление Cd без использования биомассы
Изменение рН Биомасса J L322 Биомасса АК 61 Удаление Cd без биомассы
Извлечение, % Извлечение, %
Биомассы Кадмия Биомассы Кадмия
3 39 42,86 100 20 0
3,6 42,86 - - -
4 100 64,29 100 60 -
4,5 100 100 88,1 0
5 100 90,48 100 95,25 -
6 100 95,24 100 97,62 -
7 100 97,62 100 97,62 4,77
8 100 95,24 100 97,62 4,77
9 100 95,24 100 97,62 4,77
9,5 64,29
10 100 95,24 100 97,62 95,24
Благодаря внутренней структуре актиномицетов, их гидрофобным свойствам и способности коагулировать/фло-кулировать с образованием больших флокул они легко захватываются пузырьками воздуха и флотируются, чем небольшие отдельные клетки. Биомасса относительно легко флотируется (свыше 80%) без флото-реагентов, хотя добавление небольшой дозы Ц Т М А Вг интенсифицирует ее отделения (табл. 8).
С целью обеспечения возможности многократного использования биомассы в качестве биосорбента и утилизации элюированного металла были определены оптимальные условия десорбции кадмия. Биосорбированный кадмий был элюирован из биомассы при небольших расходах 1 М сульфата натрия при Таблица 8
Влияние расхода собирателя на флотацию биомассы актиномицетов, нагруженных кадмием
Расход ЦТ МА Вг, 10-5 М Биомасса JK322 Биомасса КА 61
Извлечение, % Извлечение, %
Биомассы Кадмия Биомассы Кадмия
0 70 78,05 41,46 92,68
0,67 82,93 82,93 85,37 90,24
1 87,80 87,8 - -
1,7 90,24 82,93 - -
2 91,46 85,37 97,56 95,12
2,5 97,57 87,80 97,56 95,12
5 92,68 90,24 97,56 95,12
рН ниже 5,2. В элюенте концентрация кадмия возросла почти в 11 раз, по сравнению с первоначальной концентрацией кадмия в растворе. Биомассу использовали во вторичных циклах флотации и она сохраняла высокую эффективность удаления кадмия из раствора. Предлагаемый способ эффективен и может действовать как "полирующий" в тех процессах, в которых не достигается необходимая степень удаления кадмия.
Таким образом, биомасса микроорганизмов широко используется в биотехнологии цветных, благородных металлов и её выращивание осуществляется в фармацевтической, пивоваренной промышленности и при производстве пекарских дрожжей.
НАНОСОРБЕНТЫ
Удаление мышьяка, кадмия, цинка из растворов наносорбентами
Оксигидраты железа типа гетита а-РеО(ОН) широко известны как сорбенты для удаления загрязнений из сточных вод и жидких токсичных отходов. Другим типом соединений железа менее известным, является акаганеит Р^еО(ОН) [18, 19]. Этот наноструктурный сорбент был синтезирован в лаборатории осаждением из водных растворов хлорида Fe(Ш) и карбоната аммония простым и легко воспроизводимым методом. Реактивы для его получения дешевы и широко распространенны, поэтому данный наносорбент характеризуется низкой ценой и доступностью. На нижеприведенной схеме приведен синтез акаганеита.
СИНТЕЗ НАНОСОРБЕНТА АКАГАНЕИТА
FeClз6H2O
^Н4ЬСОз
каплями, дозиметрическим
насосом при скорости потока 0,15-104 дм3/с)
ГИДРОЛИЗ, ПОЛУЧЕНИЕ ГЕЛЯ
(при интенсивном перемешивании 600 об/мин, с рН 1,7 до рН 8 при Т-298)
ДЕКАНТАЦИЯ В ТРУБКУ ДЛЯ ДИАЛИЗА ЧЕРЕЗ ЦЕЛЛЮЛОЗНУЮ МЕМБРАНУ
УДАЛЕНИЕ АНИОНОВ СУСПЕНЗИИ
^-, NH4, СОз 2- ОСМОСОМ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ ПРИ МНОГОКРАТНОЙ СМЕНЫ ВОДЫ
ИЗОЛИРОВАНИЕ КеКА НА ПОВЕРХНОСТИ МЕМБРАНЫ ПУТЕМ ДЕКАНТАЦИИ
ЛИОФИЛЬНАЯ СУШКА
( высушивание замораживанием)
УЛЬТРАТОН
КИЙ ПОРОШОК АК
3-6 нм
Полученный материал состоит из нанокристаллов размером 26 нм с площадью поверхности 330 м2/г с узким распределением размера пор (1-6 нм) с максимальным 3,6 нм, преимущественно 2,5 нм. Дана детальная его характеристика (крупность частиц - 2-6 нм; специфическая площадь поверхности - 299-300 м2/г; размер диаметра пор - 1,5-7 нм; измеренный диаметр пор - 2,12 нм).
Поглощение Аs (у) из растворов наноструктурой акаганеита в^еО(ОН)
Удаление арсенатных оксианионов из разбавленных водные растворов путем сорбции на синтетическом акаганеите Р^еО(ОН) было изучено [20-21].
Исследовано влияние акаганеита, концентрации арсената, времени контакта, температуры, значение pH, различной ионной силы на процессе обработки акаганеита растворами мышьяка. Адсорбция арсената на акаганеите протекала с высокой скоростью и составляла 90% после 3 ч перемешивания при pH 5 и ионной силе 0,1 М KNO3. После 15 ч максимальная адсорбция была 99%, а 24 ч было временем для достижения необходимого равновесия. Установлена специфическая адсорбция частиц мышьяка на сорбенте с образованием арсената мышьяка Fe AsO4 (рН раствора, как известно, играет важную роль в адсорбции).
Адсорбция мышьяка на акаганеите при pH от 4 до 12 была исследована для трех различных времен контакта. Как показано на рис. 4 при большем времени контакта, наблюдаются лучшее адсорбционное удаление; однако, различия главным образом отмечены при значениях pH больше 7. Известно, что в диапазоне рН между 3 и 6 пятивалентный мышьяк находится главным образом в форме H2AsO-4, в то время как двухвалентный анион HAsO4"2 доминирует при значениях pH между 8 и 10,5. Исследовали влияния ионной силы раствора на сорбцию арсената акаганеитом. При 0,1М KNO3 мышьяк удалялся более, чем на 95%. Рост ионной силы раствора приводит к сдвигу оптимальных значении рН в щелочную область и облегчению сорбции мышьяка в диапазоне рН = 7-12. На рис. 5 представлено удаление мышьяка (в процентах) для различных концентраций сорбента и начального содержания As (V).
Очевидно, что увеличение количества сорбента повышает удаление мышьяка. Для предсказания скорости сорбции загрязнителя при различных условиях (pH, ионной силы и т.д.) на природном или синтетическом адсорбенте обычно испытывают различные модели для инженерной оценки исследованных материалов.
Рис. 4. Влияние рН на удаление Ач(У) при различном времени контакта (исходная концентрация Ач(У) -20 мг/л, концентрация сорбента - 2 г/л, 1=0,01М КМ03 и температура - 298К.
Рис. 5. Влияние начальной концентрации мышьяка на удаления Ач (V) для различных концентрациях сорбента. I = 0,1 М КМ03, pH = 7,5, время контакта 24 ч, температура 298 К
Были получены типичные изотермы сорбции для акаганеита: изотермы адсорбции по Фрейндлиха и Лэнгмюра моделям, а также изотерма адсорбции с использование линейного уравнения Лэн-гмюра.
Обе модели хорошо соответствуют экспериментальным данным. Значение коэффициента корреляции R2, подтверждает хорошее соответствие экспериментальных данных этим моделям, хотя лучшая корреляция наблюдалась для изотермы адсорбции Лэн-гмюра. Механизм сорбции был исследован электрокинетическим методом, методом рентгеновской дифракции, инфракрасной спектроскопии с Фурье преобразованием и сканирующей электронной спектроскопией для измерения размеров частиц порошка сорбента.
Установлено, что адсорбционная способность акаганеита составляет 100-120 мг As (V) на 1 г сорбента и является наибольшей по сравнению со способностями других сорбентов. Показано, что количество адсорбированного арсената увеличивается при понижении рН системы, возрастании количества сорбента и ионной силы раствора. Определен специфический характер адсорбции частиц мышьяка на сорбенте с образованием арсената железа FeAsO4,что было подтверждено путем измерения дзета-потенциала акаганеита и анализом его ИК-спектров до и после адсорбции им арсената.
Показано, что акаганеит удаляет мышьяк из раствора, который сорбируется на его поверхности. В случаях, когда поверхность становится насыщенной мышьяком необходимо ее восстановление. Это достигается обработкой акаганеита в каустической среде, которая удаляет поверхностный слой акаганеита и мышьяк, поглощенный в этом слое. Акаганеит был нейтрализован промывкой в серной кислоте для повторного использования. Регенерация акага-неита протекает не полностью. 75% мышьяка было элюировано после обработки NaOH при pH 12. Акаганеит теряет приблизительно 25-30% сорбционной способности с каждой регенерацией, как это было замечено, после трех-четырех регенерации.
Поглощение Аs (III) из растворов наноструктурой модифицированного акаганеита.
Акаганеит относится к так называемым простым наноматериалам первого поколения, которые раньше остальных могут войти в нашу жизнь. Получать их относительно просто, поскольку технология производства материалов не может изменяться, а лишь дополняться различными модификациями. Для извлечения As из
разбавленных растворов использовали гидроксиды железа, в качестве которого применяли осадок нанокристаллов p-FeO(OH) акага-неита, модифицированный катионным поверхностно-активным веществом.
Был приготовлен модифицированный акаганеит (Акм), предварительно обработав его гексилдецил триметил аммония бромидом (ГДТМВг) (N-цетил, ^^^триметиламмония бромид) [22]. После сепарации твердого от жидкости, твердое суспензии фильтровали на мембране 0,45 цм. Сорбент подвергали сублимационной сушки. Акм был охарактеризован. Размер пор был около 4,6 нм. Поверхность составляла 131,7 м2/г, с объемом пор 0,116 см3/г. Уменьшение площади поверхности на Акм связано с присутствием катионного ПАВ.
Для извлечения мышьяка из растворов добавляют осадок модифицированного ПАВ акаганеита P-Fe3+O(OH) в наноструктурном диапазоне в пределах от 2,12 до 2,34 нм и pH 6-8.
Данные адсорбции ГДТМВг на акаганеите соответствует уравнению Фрейндлиха типа: Qeq= KFCeq 1/n, где Qeq есть количество ГДТМВг, сорбированного на единицу веса твердого сорбента (Ак), Ceq - концентрация растворенного вещества в растворе при равновесии, и KF и 1/n константы показывающие адсорбционную способность и адсорбционную интенсивность, соответственно. Значение этих констант представлено в табл. 9.
Сорбция ГДТМВг описывается изотермой Лэнгмюра с коэффициентом корреляции^2) свыше 0,99 и максимальная адсорбция была 765 мг/г.
При модифицировании наносорбента емкость его возрастает до 328,3 мгAs/г. При этом происходит взаимодействие между поверхностью акаганеита и ПАВ по уравнению:
-FeOH + RN(CH3)+3 +Вг- (-FeO-)[RN+(CH3)3] +H + +Вг-
Акм эффективен для удаления ионов мышьяка из водных растворов. Максимальная сорбция ионов мышьяка была установлена 328,3 мг/г в широком диапазоне рН, что значительно выше, чем для всех известных сорбентов.
Данные адсорбции ГДТМВг на акаганеите соответствует уравнению Фреиндлиха типа: Qeq = KFCeq 1/n, где Qeq есть количество ГДТМВг сорбированного на единицу веса твердого сорбента (Ак), Ceq - концентрация растворенного вещества в растворе при равновесии, и KF и 1/n константы показывающие адсорбционную способ-
ность и адсорбционную интенсивность соотвественно (1/n < 1). Значение этих констант представлено в табл. 1.
Для удаления ионов мышьяка использовали растворы с 0,1 М ионной силы. Навеска модифицированного акаганеита Акм весом 0,5 г/л помещали в колбы с серией растворов мышьяка, варьируя начальную концентрацию от 0-300 мг/л. Регулирование рН осуществляли 0,1 М или 0,1 М. Растворы перемешивали шейкером в течение 24 ч при температуре 25оС до достижения равновесия. Предварительными экспериментами установлено, что после 24 ч не наблюдалось изменение количества в сорбции.
Поглощение Cd(II) из растворов наноструктурой акаганеита P-FeO(OH).
Изучены сорбционных свойств наносорбентов (НС) при удалении ими ионов кадмия из водных растворов [23-24]. Наносорбент имел характеристики: размер частиц - 2,6 нм; удельная площадь поверхности - 330 м /г. Эксперименты для удаления ионов токсичных металлов из разбавленных водных растворов осуществляли путем добавления НС в неионизированную воду с последующим перемешиванием растворов шейкером в течение 24 час. Остаточную концентрацию кадмия анализировали ААС обычным способом.
Показано, что точка нулевого заряда в- акаганеита после сорбции Cd 2+ отклоняется на 0,7 рН от 7,3 до 8 рН.
Установлено, что кривые изотермы сорбции для монослоя по модели Фрейндлиха и Люнгмюра дают хорошие результаты (коэффициент корреляции R2 соответственно равен 0,994 и 0,997). Исследования показали, что сорбция Cd2+ увеличивается при повышении температуры с 25 до 65 оС. Из уравнения Ван-Гоффа было рассчитано изменения энтальпии и найдено ДН= 25 ккал/мол. Это значение указывает на хемосорбционный механизм процесса. Сорбция Cd 2+ осуществляется в виде гидроксида кадмия, который легко десорбируется при сравнительно низком рН (при рН 9,5 - на 90% Cd 2+).
Показано, что при начальной концентрации Cd 2+ в растворе, равной 10 мг/л, десорбция ионов металла с поверхности в- акага-неита происходит в течение 10 часов (при рН 7 удаления на 95% Cd 2). Сорбция кадмия уменьшается при увеличении ионной силы раствора.
Поглощение 2п(П) из растворов наноструктурой акаганеита в^еО(ОН).
Сорбция ионов цинка, присутствующих в разбавленных водных растворах, была исследована на акаганеите, который был представлен как нанокристаллами, так и гранулированным материалом [25]. На основе изучения кинетики сорбции, измерениях рентгеновской фотоэлектронной спектроскопией (XPS) и слабым изменением сорбции при нагревании уставлен механизм удаления цинка слабой хемосорбцией. Увеличение температуры несколько снижает удаление цинка. Акаганеит в сравнении с другими сорбентами имеем высокую сорбционную емкость.
Наносорбционная флотация для удаления хрома (VI) и ионов цинка из водных растворов.
Поглощение Сг(У1), Zn(II) из растворов наноструктурой ге-тита а- Fe0(0Н)
Для исследований использовали два типа образца гетита , полученные по различным методам. Изучено влияние рН системы и типа гетита на количество^, %) удаляемых ионов хрома и цинка из растворов (рис. 6).
Кинетические исследования показали, что для обоих металлов (Сг^1) и 2п) процесс сорбции достигает за 15 минут. При значении pH значительно ниже ТНЗ (точки нулевого заряда) большинство поверхностных участков гетита положительно заряжены ^О^ ). При соответствующей ТНЗ, увеличивается число нейтрализованных участков с отрицательным зарядом, образуя SOH", и небольшое число приобретает отрицательный заряд, формируя $О~ прежде, чем ТНЗ достигнет. В соответствии Mineql+ программным обеспечением:
- хром представлен в форме HCr04- ^^7.5), Cr042-(pH>7,5), Сг2072" (>0,01 М Сг^1) в сильно кислой среде.
- цинк главным образом существует в виде катиона 2п2+, который при pH > 7 осаждается в виде гидроксида.
Эти теоретические данные могут быть использованы для объяснения экспериментальных результатов сорбции и флотации. Например, оптимум pH раствора мог быть оценен и, следовательно, отрегулирован. Так, 100% удаление хрома из раствора для обоих образцов гетита достигалось при pH = 4-5, в то время как при высоких значениях рН происходит снижение эффективности процесса.
Рис. 6. Удаление хрома и цинка различными типами гетита. Условия опыта: количество гетита 1 г/л,Cr(VI)=Zn=10 мг/л, продолжительность контакта 2 час
Последнее может быть приписано менее положительному заряду поверхности и увеличенному числу ОН", который формирует внутрисферные комплексы с гетитом.
В противоположность хрому наибольшее удаление цинка наблюдается в нейтральных и щелочных диапазонах pH, в которых сорбция хрома почти заканчивается.
Наносорбционная флотация гетита, нагруженного металлами
Было изучено применение многообещающего метода, названного наносорбционной флотацией, для удаления хрома (VI) и цинковых ионов из водных растворов.
Гетит оказывается эффективным наносорбентом для удаления хрома (VI) и цинковых ионов. Найдена зависимость удаляемого количества ионов металла от концентрации гетита (рис. 7) в присутствии додецилсульфата натрия (SDS).
На рис. 7 представлены полученные результаты.
20т :
—■ Сг(И)
аун)
0
т---------’--------1------------------г
О
200 400 600
Ре(Ш) (МГ/Л)
800
Рис. 7. Удаление ионов хрома (рН 4,0) и цинка (рН 7,0)при различной концентрации Fe(Ш): Сг(Ш) = Zn = 50 мг/л, [SDS] = 50мг/л
При обеих концентрациях гетита хром (VI) при pH = 4 и цинк при pH = 7 удалялись из раствора практически на 100%.
При использовании гетита с концентрацией 1 г/л хром удаляется на 90%, при, в то время как удаление ионов металла было почти полно для более высоких концентрациях наносорбента. Нагруженный металлом твердый носитель (гетит, акаганеит) удаляли из раствора флотацией. Исследовано влияние на процесс размера воздушных пузырьков, а также присутствие в растворе флокулянта. Электрофлотация более эффективна, так как произведенные воздушные пузыри были более мелкого размера. Присутствие флокулянта (Zetag) повышает извлечение твердого носителя почти до
Изучали наносорбционную флотацию цинка. Удаление твердого носителя соответствовало тем же самым закономерностям, как в предыдущем случае, для удаления хрома. Удаление 50 мг/л цинка был пропорционально удалению твердого носителя, достигая 100%, при использовании 4 г гетита/л и получения пузырьков воздуха определенного размера.
Проведены исследования по использованию биореагентов для отделения твердого носителя путем флотации и для удаления гетита, предварительно нагруженного Сг^1) и Zn(И) металлами.
100%.
Биореагенты Surfactin и Lichenysin эффективно удаляют гетит при рН 4-7 и обладают более высокой собирательной способностью по сравнению с додециламином и додецилсульфатом натрия. При установленных экспериментальных условиях, оба коллектора эффективно удаляют Cr(VI) (50 мг/л) после сорбции на гетите или используя in situ генерированный гидроксид железа при рН 4.
Surfactin эффективный коллектор для удаления цинка (50 мг/л) после сорбции его на генерированной гидратированной гидроокиси железа при рН = 6.
Заключение
На основании теоретических и экспериментальных данных развивается био-нанофлотационная технология извлечения металлов из разбавленных растворов. В основу технологии положено сочетание двух процессов - селективной сорбции металлов на биологических и нано сорбентах и флотации биомассы, нагруженной металлами.
Концентрирование ионов металла микроорганизмами и наносорбентами с последующей их флотацией может стать индустриальным процессом, как для очистки сточных вод, так и для извлечения металлов. Имеется много оснований для проведения широких исследований и дальнейшего развития весьма перспективного направления флотации микроорганизмов и наносорбентов.
Полученные данные позволяют рекомендовать следующий технологический процесс:
- сорбция ценного компонента био- наносорбентом из индивидуального или сложного раствора в течение 30-40 мин при концентрации электролита до 10-50 ммоль/л и при рН < 7;
- флотация биомассы, наносорбента, нагруженной благородными металлами;
- десорбция металла в виде ионов или коллоидных частиц;
- элюирование концентрированного раствора металла и возвращение отмытой биомассы, наносорбента в технологический процесс.
Разработаны условия синтеза наносорбентов типа акаганеита и их модификацию. Полученные наносорбенты охарактеризованы современными физико-химическими методами.
Изучены основные условия сорбции мышьяка, кадмия и цинка акаганеитом.
------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Соложенкин П.М., Небера В.П., Зубулис А.И., Матис КА Биосорбционная флотация металлов. Доклады Академии Наук. 1999. Т. 367. 5. С. 652-655.
2. Volesky B. andHolan Z.R. Biosorption of Heavy Metals. Biotechnol. Prog. 1999.11. p p. 235-250.
3. Маракушев С.А. Геомикробиология и биохимия трансформации золота. Авто-реф. дис. докт. биол. наук. - М.: МГУ,1997.
4. Ульберг З.Р., Марочко Л.Г., Полищук Т.А., Перцов Н.В. Об избирательной сорбции металлофильными микроорганизмами металлов из смешанных растворов электролитов. Коллоид.журн. 1990. 52. вып. 3. С. 536-539.
5. Ульберг З.Р., Марочко Л.Г., Савкин А.Г., Перцов Н.В. Химические взаимодействия в процессах сорбции металлов клетками микроорганизмов. Коллоид. журн. 1998. 60. вып. 6. С. 836-842.
6. Pertsov N., Marochko L., Polischuk T., Ulberg Z. Some aspects of biohydrometallurgy of non ferros metals. Proc.XVII IMPC. 1991. V. 5. P. 121-130.
7. Brierle J.A., Vance D.B. Recovery of precious metals by microbial biomass. In: Biohydrometallurgy: Proc. of the Int. Sump. Eds. Morris P.R., Kelley D.P. Sci. Technol. Letters; Kew, Surrey, 1988. P. 477-486.
8. Darnall D. W., Greene B., HenzlM.T., Hosea M., McPherson R.A., Sneddon J., Alexander M.D. Selective recovery of gold and other metal ions from an algal biomass. Environmental Science Technology. 1986. P. 206-208.
9. Greene B., Hosea M., McPherson R.A., Henzl M, Alexander M.D and Darnall D. W. Interaction of gold(I)and gold (Ш) complexes with algae biomass. Environmental Science Technology. 1986. P. 627-632.
10. Hosea M., Greene B., McPherson R.A., Henzl M., Alexander M.D and Darnall D. W. Accumulation of elemental gold on the Chlorella vulgaris. Inorganica chimica Acta. 1986. 123. P. 161-165.
11. Watkins J. W., Elder R.C., Greene B. and Darnall D. W. Determination of gold binding in an algae biomass using EXAFS and XaNes spectroscopes. J. Inorg Chem. 1987. 26. P. 1147-1151.
12. Gee A.R. and Dudeney A. W.L. Adsorption and crystallization of gold at biological surfaces. Precious and rare metal technologies. 1989. P. 437-451.
13. Darnall D.W., Greene B., Hosea M., McPherson R.A., Henzl M.T., Alexander M.D. Recovery of heavy metals by immobilized algae. Trace Metals removal from aqueous solution: Proc. Symp. Aunn. Chem. Congr.: London 1986. P.1-24.
14. Kuyucak N., Volesky B. Biosorbents for recovery of metals from industrial solutions. Biotechnology Letters. 1988. Vol. 10. N.2 H. 137-142.
15. Минеев Г.Г., Панченко А.Ф. Растворители золота и серебра в гидрометаллургии. М.: Металлургия. - 1994. - 241 с.
16. Небера В.П., Соложенкин П.М., Зоубоулис А.И., Матис К.А. Флотация комплексных соединений золота и серебра. ЖПХ, 2000, т.367, №7, С. 1061-1065.
17. Дементьева Н.А., Коган Д.И., Леонов С.Б. Технология сорбционнофлотационного обогащения золотосодержащего сырья. Изв. ВУЗ «Цветная металлургия» 1999, № 5, С. 23-26.
18. Deliyanni E, Bakoyannakis D, Zouboulis A, Matis K, Nalbandian L (2001). Akaganeite-type (P-FeO(OH) nanocrystals: preparation and characteri-zation. Micro-porous &c Mesoporous Mater 42, 49-57.
19. Соложенкин П.М., Делиянни Е.А., Бакояннакис В.Н., Зоубоулис А.И., Матис К.А. (2003). Удаление ионов As(V) из растворов нанокристаллами P-FeO(Off) акаганеита. ФТПРПИ. №3, С. 92-102.
20. Делиянни Е.А., Бакояннакис В.Н., Зубулис А.И., Соложенкин П.М., Соложенкин О.И. (2007). Нанотехнология удаления токсичных металлов на основе наносорбента Р-акаганеига. Тезисы докладов XVIII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии: В 5 т.; т. 2. - М.: Граница, С. 214.
21. Делиянни Е.А., Бакояннакис В.Н., Зубулис А.И., Соложенкин П.М. (2007). Нанотехнология удаления токсичных металлов коллоидной флотацией, нагруженных наносорбентов. Современные методы комплексной переработки руд и нетрадиционного минерального сырья. (Плаксинские чтения): Материалы международного совещания. Часть 2. Апатиты, 01-07 октября 2007. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, С. 255-257.
22. Соложенкин П.М., Делиянни Е.А., Бакояннакис В.Н., Пелека Е., Зоубулис А.И., Матис К.А. (2007).Удаление ионов тяжелых металлов из сточных вод. Экология Производства. Химия и нефтехимия. № 5, С. 5-8.
23. Deliyanni E. A, Peleka E.N., and Matis K. A. (2007). Effect of Cationic Surfactant on the Adsorption of Arsenites onto Akaganeite Nanocrystals.Separation Science and Technology. V. 42. P. 993-1012.
24. Deliyanni E., Bakoyannakis D., Zouboulis A., Matis K. Development and study of iron-based nanosorbents. Journal of Mining and Metallurgy. (2004). 40B(1). P. 1-9.
25. Johnson B.B. (1990). Effect of pH, temperature and concentration on thead-sorption of cadmium on goethite. Environ Sci Technol. 24, 112-118.
26. Deliyanni E.A, Paleka E.N., Matis K. (2007). Removal of zink ion from water by sorption onto iron-based nanosorbents. Journal of Hazardous Materials. 141. P. 176184. ЕШ
P.M. Solozhenkin
BIO- and HAHOSORPTIVE TECHNOLOGY of PROCESSING TEHNOGEN-IC and PRODUCTIVE SOLUTIONS
The conditions of synthesis nanosorbent of a type akaganeit and their updating are developed. Received nanosorbent are characterized by modern physical -chemical methods. The synthesis nanosorbent of a type akaganeit, his modifying cation compound and application them for effective removal of ions of heavy metals of a type anion arsenic, cation cadmium and zinc is shown.
The basic conditions sorption arsenic, cadmium and zinc by akaganeit are investigated. Is shown, that nanosorbent akaganeit has high sorption capacity in comparison with investigated sorbets. There are many bases for realization of wide researches and further development of a rather perspective direction flotation of microorganisms and nanosorbent .
Key words: nanosorbent, sorption, flotation, arsenic, gold, silver, chromium, zinc, akaganeit, getit, bionanosorptive flotation
— Коротко об авторе -------------------------------
Соложенкин П.М. - профессор, доктор технических наук, УРАН ИПКОН РАН, info@ipkonran.ru
