CC BY
37
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
Научная статья
УДК 66.021.2.081.3
doi: 10.17213/1560-3644-2023-1-49-56
ИССЛЕДОВАНИЯ СОРБЦИОННЫХ СПОСОБНОСТЕЙ САПОНИТОВОГО ГЛИНИСТОГО МИНЕРАЛА ПО ОТНОШЕНИЮ К ИОНАМ СТ^
О.С. Зубкова, М.А. Торопчина, К.А. Панкратьева
Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
Аннотация. В работе рассматривается возможность применения сапонитовой глины в качестве сырья для получения сорбента, используемого при очистке сточных вод от тяжелых металлов металлургических предприятий. Описан способ изготовления сорбента на основе сапонитового кека. Определены кислотно-основные свойства сапонитовой глины на всех этапах получения сорбента. Определен минеральный и химический состав используемого в работе сырья. Исследованы свойства образцов сорбента, полученных при различных режимах термообработки, включающих в себя механические и химические характеристики. Высокая эффективность извлечения ионов меди (II) из раствора обусловливает необходимость изучения сорбционных свойств сапонитового сорбента по отношению к другим катионам металлов.
Ключевые слова: сапонит, сорбент, термохимическая активация, эффективность очистки, кислотно-основные свойства
Для цитирования: Зубкова О.С., Торопчина М.А., Панкратьева К.А. Исследования сорбционных способностей сапонитового глинистого минерала по отношению к ионам // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2023. № 1. С. 49-56. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2023-1-49-56
Original article
RESEARCH ON THE SORPTION ABILITIES OF THE SAPONITE CLAY MINERAL
O.S. Zubkova, M.A. Toropchina, K.A. Рankratieva
Orenburg State Pedagogical University, Orenburg, Russia
Abstract. The paper considers the possibility of using saponite clay as a raw material for producing a sorbent for treatment of wastewater from heavy metals of metallurgical enterprises. A method of sorbent production on the basis of saponite cake is described. Acid-base properties of saponite clay at all stages of sorbent production are determined. Mineral and chemical composition of raw materials used in the work was determined. The properties of sorbent samples obtained under different modes of heat treatment, including mechanical and chemical characteristics, have been investigated. High efficiency of extraction of copper (II) ions from solution causes the necessity of studying the sorption properties of saponite sorbent with respect to other metal cations.
Keywords: saponite, sorbent, thermochemical activation, purification efficiency, acidic basic properties
For citation: Zubkova O.S., Toropchina M.A., Pankratieva K.A. Research on the Sorption Abilities of the Saponite Clay Mineral. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2023;(l):49-56. (In Russ.) http://dx.doi.org/ 10.17213/1560-3644-2023-1-49-56
© Зубкова О.С., Торопчина М.А., Панкратьева К.А., 2023
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
Введение
Из-за токсичности тяжелых металлов и их неразлагаемой природы попадание ионов в воду становится серьезной проблемой для окружающей среды и здравоохранения. Для удаления токсичных тяжелых металлов из сточных вод был разработан ряд технологий.
Наиболее важные технологии удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод включают осаждение, ионный обмен, адсорбцию, коагуляцию, выпаривание и обратный осмос. Было показано, что адсорбция на твердых ионитных матрицах является эффективным и экономически целесообразным альтернативным методом [1].
Выяснилось, что благодаря своим природным физико-химических свойствам сапонитовый глинистый материал пригоден для удаления ионов тяжелых металлов из водных растворов, что привлекает внимание геологов и инженеров-экологов [2].
Сапонит с Архангельского месторождения использовался в качестве барьеров для предотвращения загрязнения сточных вод, содержащих тяжелые металлы, а именно ионов меди. Исходя из этого, важно изучить адсорбцию ионов меди Mg-сапонитом, чтобы обеспечить основные параметры и фундаментальную теорию для понимания адсорбционного удаления тяжелых металлов из водной среды. Двухвалентные ионы меди часто встречаются в промышленных стоках горно-металлургических комбинатов, содержание варьируется от 2 до 20 мг/л [3].
Обзор литературы
В ходе анализа литературных данных выявлен ряд существующих подходов к исследованию адсорбционных свойств сапонитовой и бентонитовой глин по отношению к ионам меди [1, 2]. Бентонитовая глина используется чаще для приготовления буровых растворов [3], для осветления растворов, например, при изготовлении винных напитков, в медицине и сельском хозяйстве. Сапонитовая глина, как и бентонит, принадлежит к одному минеральному подклассу листовых силикатов [4, 5], запас некондиционной глины расположен на территории Северо-Западного федерального округа. Основные научные направления, связанные с данным видом глины, нацелены на изучение его как раскислителя почвы, строительного материала [4, 5, 7]. Сапонит обладает ионообменными, фильтрационными и сорбцион-ными свойствами.
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
Соответственно, изучение материала, обеспечивающее эффективное удаление ионов меди из сточных вод, является актуальным. Адсорбция используется как экономичный способ удаления тяжелых металлов [6, 8], что делает его конкурентоспособным по сравнению с традиционными технологиями [10, 11].
Методы и материалы исследования
Адсорбент, используемый в данном исследовании, представляет собой кек природной сапо-нитовой глины из Архангельского месторождения, карьерная влажность кека 38 %.
Адсорбаты - раствор ионов меди, приготовленный из сульфата меди. Процесс термохимической активации заключался в обработке сапонитового кека соляной кислотой концентрацией 0,1 Н в течение 1 ч, щелочной нейтрализацией портланцементом, вводом пептизатора хлорида железа (III). Гранулы сорбента формовались экструзионным методом цилиндрической формы диаметром 6 мм, высотой 0,5 - 1,0 см. Полученные гранулы подвергались высушиванию для удаления свободной влаги при комнатной температуре в течение 24 ч. Затем проводилась термическая обработка гранул в муфельной печи в температурном диапазоне 400 - 550 °С.
Исследование минерального состава. Данные рентгеновской дифракции (XRD) получены на дифрактометре XRD 7000 с порошкообразным образцом с использованием Cu Ka излучения, для оценки минерального состава кека [6, 9].
Исследование химического состава. Рент-генофлуоресцентный анализ (РФА) кека проводился для определения химических характеристик высушенных образцов необработанной глины [10] и термохимически активированного сформованного сорбента.
Текстурные характеристики. Текстурные характеристики, включающие в себя величину и распределение пор по площади сорбента, определены методом Брунауэра - Эммета - Теллера (БЭТ) с целью измерения удельной поверхности полученного сорбента [11, 12] с помощью газообразного азота при температуре жидкого азота 77 К на приборе Quantachrome NOVA 1000 [13].
Исследования кислотно-основных свойств сапонита. Количество активных центров сапонито-вого сорбента [14, 15] определено спектрофотомет-рическим методом с использованием индикаторов (табл. 1) в диапазоне значений pKa от 0,3 до 14,2.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
Таблица 1 / Table 1 Индикаторы и данные, необходимые для проведения анализа / Indicators and data required for the analysis
Название Общее
Индекс pKa A,max, HM
Этиленгликоль ЭГ 15,10 295
Индигокармин ИК 12,80 610
Тропеолин 0 ТО 12,00 440
Нильский синий НС 10,50 640
Тимоловый синий ТС 8,80 430
Бромтимоловый синий БТС 7,30 430
Бромкрезоловый пурпурный БКП 6,40 540
Метиловый красный МК 5,00 430
Бромфеноловый синий БФС 4,10 590
Метиловый оранжевый МО 3,46 460
Метанитроанилин МНА 2,50 340
Фуксин (основание) ФН 2,10 540
Бриллиантовый зелёный БЗ 1,30 610
Кристаллический фиолетовый КФ 0,80 580
О-нитроанилин ОНА -0,29 410
Динитроанилин ДНА -4,40 340
Адсорбционные исследования. Все адсорбционные эксперименты проводились при 25 °С. Изотермы адсорбции получены путем перемешивания 1 г сапонитового сорбента с 50 см3 раствора металла с концентрацией от 0,25 до 2,1 мг/дм3. После перемешивания в течение 50 мин, декантацию и определение равновесных водных концентраций металла проводили с помощью добавления диэтилдитиокарбамата натрия в слабоаммиачный раствор медьсодержащего водного раствора спектрометрическим методом [16, 17].
Экспериментальная часть
Исследование минерального состава. На рис. 1 показаны рентгенограммы сапонитового кека. Структура сапонитового кека показывает, что основной состав образца кека состоит из, % по массе: сапонита - 38,8; кварца - 20,2; полевого шпата - 20,6; кальцита - 9,7; серпентина - 10,6.
На рентгенограмме отмечается четыре пика, отвечающих содержанию минерала сапонита, пики в диапазоне d = 4,28-2,89 А характерны для Mg-сапонитов, d = 1,53 А - для Ca-сапонита, полученные данные свидетельствуют о преобладании триоктаэдрической структуры, отвечающей гидротермально-измененным карбонатным магнезиальным породам.
Исследование химического состава. Составы основных элементов, определенные методом рентгенофлуоресцентного анализа до и после обработки сапонита, приведены в табл. 2.
Образцы показывают высокую концентрацию SiO2 (41 - 53 % по массе) и MgO (18 - 22 % по массе) и после щелочной нейтрализации повышенное содержание CaO (28,55 % по массе). Этот химический состав близок к магматическому уль-тро-щелочному составу пород. Изменение массового содержания оксидов в составе сорбента до и после термической обработки обусловливается спеканием и взаимодействием кислотно-активированной глины с портланцементом, происходит образование новых связей и соединений.
100ОГ
о 500 х ш s
H
I.
Si
н I W р. е (Г в 1 Я а 3 и: t s о S о 1 CS s S с о t: В о S о 2
J Ü _______1_il_1___ < j
10
20
30
40
50
60
20, град
Рис. 1. XRD-изображение минерального состава сапонитового кека / Fig. 1. XRD pattern of the mineral composition of the saponite cake
Таблица 2 / Table 2
Основной элементный состав образцов определен методом рентгенофазового анализа / Major elemental composition of the samples was determined by X-ray diffraction analysis
Наименование пробы Содержание, % по массе
SiO2 MgO CaO Fe2O3 SO3 K2O TiO2 Al2O3 Прочее
Сапонитовая глина без обработки 52,73 22,14 4,58 9,91 - 1,68 1,52 5,73 1,71
Сорбент после термообработки 550 °С 41,10 17,89 28,6 1,99 1,01 0,91 0,37 5,68 2,5
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
Текстурные характеристики. Для оценки поверхности монослоя сорбентов наиболее часто используется теория БЭТ [18, 19]. Полученная изотерма при адсорбции азота на поверхности сорбента представлена на рис. 2.
V, м3/кг
32,0
28,0
24,0
20,0
16,0 12,0
8,0 4,0 0,0
/
V- /
/ /
АДС . ,
Дес
0,00
0,40
0,80
P/Ps
Образец Удельная поверхность Sw, м2/г Общий объём пор Кпор, см3/г Прочность гранул, кг/мм2
№ 1 Сапонитовая основа 30,35 0,21 14,1
№ 2 - обработка при Т = 400 °С 36,65 0,61 23,6
№ 3 обработка при Т = 500 X 21,19 0,48 22,3
№ 4 обработка при Т = 550 X 22,8 0,44 34,1
№ 5 обработка при Т = 600 X 18,49 0,49 44,9
Таблица 4/Table 4 Распределение пор в зависимости от термообработки сорбента / Pore distribution depending on the heat treatment of the sorbent
Образец Распределение пор по диаметрам, %
0-20, А 20-50, А 50-100, А 100-320, А >320, А
№ 1 Сапонитовая основа 0,081 12,57 10,67 11,9 64,76
№ 2 обработка при Т = 400 X 0 0,51 0,43 0,51 98,4
№ 3 обработка при Т = 500 X 0 0,44 0,92 0,5 98,54
№ 4 обработка при Т = 550 X 0 3,86 5,0 5,68 85,45
№ 5 обработка при Т = 600 X 0 3,06 4,9 4,49 87,55
Рис. 2. Графики изотерм адсорбции-десорбции N2 сапонитового сорбента / Fig. 2. N2 adsorption-desorption isotherm plots of saponite sorbent
Согласно графику (см. рис. 2) процесс сорбции азота относится к типу III. Согласно классификации IUPAC гистерезисной петлей типа H3 характеризуется мезопористая структура сорбента. Положение точки P/P0 зависит от размера и распределения диаметра мезопор. Результаты показали, что петли гистерезиса составляют около 0,35 - 0,9. Этот тип петли гистерезиса соответствует щелевидным порам адсорбентов [20, 21]. В табл. 3 и 4 показано распределение пор и удельной поверхности в температурном диапазоне 400 - 600 °С сформованного сорбента.
Таблица 3/Table 3 Текстурные характеристики сорбента в зависимости от обжига/ Textural characteristics of the sorbent depending on firing
По полученным данным можно сделать вывод, что сорбент относится к мезопористым материалам. Также стоит отметить, что при повышении температуры обжига удельная поверхность сорбента снижается вследствие спекаемости глины. Тестирование образцов сорбента, полученных при различных температурах обжига в диапазоне 400 - 500 °С, по взаимодействию с водной средой показало разрушение целостности гранулы сорбента.
Исследования кислотно-основных свойств сапонита. На рис. 3 представлены кривые распределения центров адсорбции (РЦА) для основных образцов: сапонитовая декантированная основа, сапонитовая основа, обработанная соляной кислотой с последующей цементной нейтрализацией без термохимической обработки и лабораторный сформованный образец сапонитового сорбента.
Исследования выбранных образцов методом индикаторной спектрометрии показали закономерное снижение кислотности в ходе кислотно-щелочнотермической активации поверхности сформованного сапонитового сорбента. Не обработанная сапонитовая глина и кислотнощелочно-обработанная, но не обожженная глина имеют ярко выраженную область отрицательных значений рКа = -4,4, что характерно проявляется у карбонильной группы (=С=О:) всех соединений. С введением в состав пептизатора (хлорида железа) и при термической обработке распределение центров Бренстеда и Льюиса проходят равномерно рКа = +0,80 - 15,1, что свидетельствует о развитой поверхности сорбента [22, 23]. С отрывом ОН- группы на участке центров Льюиса при взаимодействии модельного раствора на основе медного купороса происходит образование соединения Си(ОН)2 [24, 25].
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
Адсорбционные исследования. Модели изотерм адсорбции играют важную роль в определении максимальной емкости адсорбции и четко отображают зависимость количества металла, адсорбированного единицей веса глины при равновесии. Изотерма адсорбции объясняет, как ионы меди взаимодействуют с глиной, и как адсорбат
распределяется между раствором и твердой фазой, когда процесс адсорбции достигает равновесного состояния [26, 27]. Для описания экспериментальных данных использовались модели изотерм адсорбции, такие как Ленгмюра, Фрейндлиха, Дубинина -Радушкевича, Темкина, Флори - Хаггинса (табл. 5) и в виде графических зависимостей на (рис. 4).
1 - Сорбент
2 - Основа+исмснт+кислотиая обработка без обжига ? - Основа ост обработки
-5.5 -4,3 -3.5 -2.5 -1,5 -as as 1,3 2.3 33 4,5 3>S 6.3 7,S S.5 9,5 10 J 11J 12,5 13,5 14J 15,5 16,
Рис. 3. Кривые РЦА на поверхности сапонитовой глины / Fig. 3. DAC curves on the surface of saponite clay
Таблицат 5/Table 5
Модель Уравнение Коэффициент детерминации R2 Г», моль/кг K ArG0298 , кДж/моль
Ленгмюра y =0,1367* + 9,1736 0,978 0,0015 3401800 -36638,1
Фрейндлиха y = -1,8431* - 3,5181 0,9945 5,09 69,95 -10529,6
Дубинина - Радушкевича y = 0,0256* - 9,2614 0,993 1,03 0,0018 9953,35
Темкина y = 6790,3* - 21,361 0,928 140 216,1 0,365 2497,9
Флори - Хаггинса y = -0,0103* + 0,0016 0,995 1,54 2,0 -1928,2
1/С
4,0 3,8
3,6 3,4
3,2 3,0 2,8 2,6 2,4
у = 0,1367* + 9,1736 R2 = 0,9786
Logr -0,40
-0,45
-0,50
-0,55
-0,60
Lnr
у = -1,8431л - 3,5181 -33 R2 = 0,9945 '
-3,4
-3,5
-3,6
-3,7
у = 0,0256* - 9,2614 R2 = 0,9939
38 40 42 44 46 48 1/Г -1.70 -1.68 -1.66 -1.64 -1.62 -1.60 -1.58 LogC а б
216 220 224 228
в
232 е2
у = 6790,3* - 21,361 R2 = 0,9993
X
Log(1-0) -0,0055 -0,0060 -0,0065 -0,0070 -0,0075 -0,0080 -0,0085
у = -0,0103* + 0,0016 R2 = 0,9995
-3,90 -3,85 -3,!
-3,75 -3,70 -3,65 LnC
0,85 0,90 0,95Log(0/C)
0,65 0,70 0,75 0,8 г д
Рис. 4. Линейный график изотерм для адсорбции Cu2+ на сапонитовом сорбенте по уравнениям: а - Ленгмюра; б - Фрейндлиха; в - Дубинина-Радушкевича; г - Темкина; д - Флори-Хаггинса / Fig. 4 The linear plot of isotherm models for adsorption Cu2+ on a saponite sorbent by: а - Langmuir; б - Freundlich; в - Dubinin-Radushkevich; г - Temkin; е - Flory-Huggins equations
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
Более высокие значения коэффициента корреляции (R2 ~ 0,99) показали, что адсорбция максимально приближена к модели Темкина, характеризующей монослойную адсорбцию адсор-бата на однородной поверхности адсорбента.
Сорбция проводилась путем смешивания 1,00 г сапонитого сорбента с 50 мл раствора CuSÜ4. Количество сорбированного Cu2+ рассчитывали на основе начальной и конечной концентрации ионов металла в растворе, результаты представлены в табл. 6. Адсорбционная ёмкость была рассчитана с помощью уравнения массопе-реноса (1) [28, 29]:
А = (Со - С) • V/m, где А - равновесная концентрация адсорбата в твердой фазе, мг/г; V - объем раствора, л; m - масса адсорбента, г; Со и С - начальная и равновесная концентрации адсорбата в жидкой фазе, мг/л.
Таблица 6 / Table 6 Степень извлечения ионов меди (II) из модельного раствора/ Extent of copper (II) ions extraction from the model solution
Со, мг/л С, мг/л А, %
0,25 0,01 99,8
0,5 0,05 99
1,25 0,07 94,6
1,75 0,17 86,3
2,1 0,23 89
Адсорбционная ёмкость по результатам измерения конечной концентрации ионов меди в модельном растворе на малых концентрациях составляет 0,25 - 0,5 мг/л - 99 %, с повышением концентрации ионов меди в модельном растворе адсорбционная ёмкость снижается ввиду того, что быстро заполняется поверхность сорбента. Сорбенту свойственна как физическая, так и химическая сорбция. Химическая сорбция обусловливается реакцией взаимодействия ионов меди с сорбентом, с дальнейшим образованием осадка Си(ОН)2, показывая избирательность по отношению к ионам Си2+. Физическая сорбция характеризуется силами Ван-дер-Ваальса, включает в себя поглощение вещества благодаря межмолекулярному взаимодействию, происходящему вследствие природных физических свойств сапонита (многослойное строение).
Заключение
В данном исследовании сапонитовая глина рассмотрена в качестве сырья для природного сорбента, получаемого с целью очистки сточных вод от тяжелых металлов применительно к ионам меди (II).
TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
В ходе исследований установлено, что са-понитовый сорбент имеет мезопористую структуру, о чем свидетельствует III тип изотермы сорбции азота по БЭТ. Испытания показали, что оптимальная температура термической обработки глинистого полупродукта составляет 550 °С, так как при обработке при более низких температурах сорбент утрачивает механическую устойчивость в водной среде; при более высоких температурах значительно снижается удельная поверхность образцов. Эффективность адсорбции тяжелых металлов, а именно ионов меди (II), при определенных концентрациях достигает 99 %. Следует отметить, что изотерма сорбции ионов меди (II) соответствует модели Ленгмюра, свидетельствующей о процессе монослойной адсорбции, чем и объясняется факт снижения эффективности извлечения ионов из раствора при увеличении их исходной концентрации. Добавленные при формовании сорбента кислота и цемент корректируют его кислотно-основные свойства благодаря идущей реакции нейтрализации. По этой причине сорбент обладает как кислотными, так и основными центрами, что повышает его эффективность. Вследствие своей нейтрализации сорбент не нарушает pH среды, в которой адсорбирует.
Список источников
1. Сапонит из месторождения алмазов им. М.В. Ломоносова / В.Н. Аполлонов, В.В. Вержак, К.В. Гаранин, В.К. Гаранин, Г.П. Кудрявцева, В.Г. Шлыков // Геология и разведка. 2003. № 3. С. 64-73.
2. Жадовский И.Т., Навоян А.С., Целиков В.В. Исследование сорбционных свойств перспективных материалов для применения в качестве сорбентов на горнодобывающих и металлургических предприятиях как актуальное направление научной деятельности студентов высших учебных заведений // Актуальные проблемы химического и экологического образования: сб. науч.тр. 66-й Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. 2019. С. 332-337.
3. Petra L. Mechanochemically activated saponite as materials for Cu2+ and Ni2+ removal from aqueous solutions / Lu-kás Petra ... [et al.] In: Applied Clay Science. Vol. 138, March (2017), Р. 25-33
4. Makisha N., YunchinaM. Methods and Solutions for Galvanic Waste Water Treatment // MATEC Web of Conferences. 2017. № 106. 07016. DOI:10.1051 /matecconf/20171060701.
5. Mamudu A. [et al.] Parametric Investigation of Indigenous Nigeria Mineral Clay (Kaolin and Bentonite) as a Filler in the Fluid Catalytic Cracking Unit (FCCU) of a Petroleum Refinery // Alexandria Engineering Journal. 2020. Vol. 59. No. 6. P. 5207-5217.
6. Алексеенко В.А., Пашкевич М.А., Алексеенко А.В. Металлизация и экологическое управление почвами горнопромышленных объектов // Журнал геохимической разведки. 2017. Vol. 174. С. 121-127.
7. Алексеев А.И., Зубкова О.С., Залилова М.М. Научное исследование комбинированного использования углеродных и алюминиевых соединений в очистке сточных вод // Изв. вузов. Химия и химическая технология. 2020. № 4. С. 86-91.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
8. Anuzyte E., Vaisis V. Natural Oil Sorbents Modification Methods for Hydrophobicity Improvement // Energy Procedia. 2018. Vol. 147. P. 295-300.
9. Hearon S. E. [et al.] Montmorillonite Clay-Based Sorbents Decrease the Bioavailability of Per-And Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) From Soil And Their Translocation To Plants // Environmental Research. 2022. Vol. 205. P. 112433.
10. HouariM. [et al.] Static Sorption of Phenol And 4-Nitrophe-nol Onto Composite Geomaterials Based on Montmorillonite, Activated Carbon and Cement // Chemical Engineering Journal. 2014. Vol. 255. P. 506-512.
11. Jiang Y. [et al. ] Ni/Bentonite Catalysts Prepared by Solution Combustion Method Form CO2 Methanation // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2018. Vol. 26. No 11. P. 2361-2367.
12. Dakroury G.A., Abo-Zahra S.F., Hassan H.S. Utilization of Olive Pomace in Nano MgO Modification for Sorption of Ni (II) and Cu (II) Metal Ions from Aqueous Solutions // Arabian Journal of Chemistry. 2020. Vol. 13. No 8. P. 6510-6522.
13. Deng L., Shi Z. Synthesis and Characterization of a Novel Mg-Al Hydrotalcite-Loaded Kaolin Clay and its Adsorption Properties for Phosphate in Aqueous Solution // Journal of Alloys and Compounds. 2015. Vol. 637. P. 188-196.
14. El Ouardi Y. [et al.] Sustainable Composite Material Based on Glutenin Biopolymeric-Clay for Efficientseparation of Rare earth Elements // Chemical Engineering Journal. 2022. Vol. 440. P. 135959.
15. Tangaraj V., Janot J.-M., Jaber M., Bechelany M., Balme S. Adsorption and Photophysical Properties of Fluorescent Dyes Over Montmorillonite and Saponite Modified by Surfactant // Chemosphere, 2017. Vol. 184. Р. 1355-1361. DOI:10.1016/j.chemosphere.2017.06
16. Guo Y. [et al.] Facile Synthesis of Silica Aerogel Supported K2CO3 Sorbents with Enhanced CO2 Capture Capacity for Ultra-Dilute Flue Gas Treatment // Fuel. 2018. Vol. 215. P. 735-743.
17. Черемисина Е. [и др.] Кинетические особенности сорбции сероводорода на ферромарганцевом материале // Металлы. 2021. Т. 11, № 1. С. 90.
18. Применение сорбента на основе органических отходов для очистки водных растворов / О. Черемисина, Т. Литвинова, В. Сергеев, М. Пономарева, Ж. Машукова // Вода. 2021. № 13, 3101. DOI:10.3390/w13213101.
19. Черемисина О. В. [и др.] Сорбция редкоземельных координационных соединений // Записки Горного института.
2020. Т. 244. С. 474-481.
20. Jiang Y. [etal.]Ni/bentonite Catalysts Prepared by Solution Combustion Method form CO2 Methanation // Chinese Journal of Chemical Engineering. 2018. Vol. 26. No 11. P. 2361-2367.
21. Jora M. Z., de Souza R. N., Sabadini E. Role of F, Cl, Br and I in the Wormlike Micelles Formation when Combining C14TAB with 4-halogenbenzoates //Journal of Molecular Liquids. 2020. Vol. 315. P. 113744.
22. Kumar A., Lingfa P. Sodium Bentonite and Kaolin Clays: Comparative Study Ontheir FT-IR, XRF, and XRD // Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 22. P. 737 - 742.
23. Latha S. [et al.] Removal of Heavy Metals from Dyeing Industry Effluent Using Biodegradable Polymer // Materials Today: Proceedings. 2020. Vol. 33. P. 4069 - 4073.
24. Применение сорбента на основе органических отходов для очистки водных растворов / О. Черемисина, Т. Литвинова, В. Сергеев, М. Пономарева, Ж. Машукова // Вода.
2021. № 13, 3101. D0I:10.3390/w13213101.
25. Mahouachi L. [et al.] Natural Clay as a Sorbent to Remove Pharmaceutical Micropollutants from Wastewater // Chemosphere. 2020. Vol. 258. P. 127213.
26. Трякина А.С. Разработка рациональной технологии водоочистки с применением научно обоснованных расчетных показателей качества исходной воды // Записки Горного института. 2017. Т. 227. С. 608-612. DOI: 10.25515/PMI.2017.5.608
27. Хисматуллин Р.Р. Сорбционные технологии как метод снижения техногенной нагрузки на окружающую среду в металлургии меди // Конкурс молодых учёных: c6. статей IX Междунар. науч.-исслед. конкурса. Пенза, 2021. С. 34-37.
28. Mehrkhah R. [et al.] Clean Water Production by Non-Noble metal/Reduced Graphene Oxid Nanocomposite Coated on Wood: Scalable Interfacial Solar Steam Generation and Heavy Metal Sorption // Solar Energy. 2021. Vol. 224. P. 440 - 454.
29. ЛебедевА.Б. УтковВ.А., ХалифаА.А. Использование спеченного сорбента для удаления сероводорода из отходящего промышленного газа при грануляции металлургических шлаков // Записки Горного института. 2019. Т. 237. С. 292. DOI: 10.31897/pmi.2019.3.292.
References
1. Apollonov V.N. et al. Saponite from the M.V. Lomonosov Diamond Deposit. Geology and Exploration; 2003; (3):64-73. (In Russ.)
2. Zhadovsky I.T., Navoyan A.S., Tselikov V.V. Research of Sorption Properties of Advanced Materials for Application as Sorbents at Mining and Metallurgical Enterprises as Actual Direction of Scientific Activity of Students of Higher Educational Institutions. Actual problems of chemical and ecological education. Collection of scientific works of 66th All-Russian scientific-practical conference with international participation. 2019. P. 332-337.
3. Petra L. et al. Mechanochemically Activated Saponite as a Material for Cu2+ and №2+ Removal from Aqueous Solutions. Applied Clay Science. 2017; (138):25-33
4. Makisha N., Yunchina M. Methods and Solutions for Galvanic Treatment of Waste Water. MATEC Web of Conferences. 2017; (106):07016. D0I:10.1051/matecconf/20171060701.
5. Mamudu A. et al. Parametric Study of Indigenous Nigerian mineral Clays (Kaolin and Bentonite) as Filler in Catalytic Cracking Unit (FCCU) of Refinery. Alexandria Engineering Journal. 2020; 59(6):5207-5217.
6. Alekseenko V.A., Pashkevich M.A., Alekseenko A.V. Metallization and Environmental Management of Soils of Mining Enterprises. Journal of Geochemical Exploration. 2017; (174):121-127. (In Russ.)
7. Alekseev A. I., Zubkova O.V., Zalilova M.M. Scientific Research of Combined Use of Carbon and Aluminium Compounds in Wastewater Treatment Proceedings of Higher Education Institutions, Series Chemistry and Chemical Technology. 2020; (4):86-91. (In Russ.)
8. Anuzite E., Vaisis V. Natural Oil Sorbents Modification Methods for Hydrophobicity Improvement. Energy Procedia. 2018; (147):295-300.
9. Hearon S. E. et al. Montmorillonite Clay-based Sorbents Reduce Bioavailability of Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) from Soil and their Translocation into Plants. Environmental Research. 2022; (205):112433.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2023. No 1
10. Houari M. et al. Static Sorption of Phenol and 4-nitrophenol on to Composite Geomaterials Based on Montmorillonite, Activated Carbon and Cement. Chemical Engineering Journal. 2014; (255):506-512.
11. Jiang Y. et al. Ni/bentonite Catalysts Prepared by Solution Combination Method form CO2 Methanation. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2018; 26(11):2361-2367.
12. Dakroury G.A., Abo-Zahra S.F., Hassan H.S. Utilization of Olive Pomace in Nano MgO Modification for Sorption of Ni (II) and Cu (II) Metal Ions from Aqueous Solutions. Arabian Journal of Chemistry. 2020; 13(8):6510-6522.
13. Deng L., Shi Z. Synthesis and Characterization of a Novel Mg-Al Hydrotalcite-loaded Kaolin Clay and its Adsorption Properties for Phosphate in Aqueous Solution. Journal of Alloys and Compounds. 2015; (637):188-196.
14. El Ouardi Y. et al. Resistant Composite Material Based on Gluten-inbipolymer Clay for Efficient Separation of Rare Earth Elements. Chemical Engineering Journal. 2022; (440):135959.
15. Tangaraj V. et al. Adsorption and Photophysical Properties of Fluorescent Dyes over Montmorillonite and Saponite Modified by Surfactant. Chemosphere. 2017; (184):1355-1361. DOI:10.1016/j.chemosphere.2017.06
16. Guo Y. et al. Facile Synthesis of Silica Aerogel Supported K2CO3 Sorbents with Enhanced CO2 Capture Capacity for Ultra-dilute Flue Gas Treatment. Fuel. 2018; (215):735-743.
17. Cheremisina E. et al. Kinetic Features of Hydrogen Sorption on Ferromanganese Material. Metals. 2021; 11(1):90. (In Russ.)
18. Cheremisina O. et al. Application of Sorbent on the Basis of Organic Wastes for Purification of Water Solutions. Water. 2021; (13):3101. DOI:10.3390/w13213101. (In Russ.)
19. Cheremisina, O.V. et al. Sorption of Rare Earth Coordination Compounds. Proceedings of the Mining Institute. 2020; (244): 474-481. (In Russ.)
20. Jiang Y. et al. Ni/bentonite Catalysts Prepared by Solution Combination Method to Form CO2 Methanation. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2018; 26(11):2361-2367.
21. Jora M.Z., de Souza R.N., Sabadini E. Role of F, Cl, Br and I in the Formation of Worm-like Micelles when Coupling C14TAB to 4-halogenbenzoates. Journal of Molecular Fluids. 2020; (315):113744.
22. Kumar A., Lingfa P. Sodium Bentonite and Kaolin Clays: Comparative Study on their FT-IR, XRF and XRD. Materials Today: Proceedings. 2020; (22):737-742.
23. Latha S. et al. Removal of Heavy Metals from Dyeing Industry Effluent Using Biodegradable Polymer. Materials Today: Proceedings. 2020; (33): 4069-4073.
24. Cheremisina O. et al. The Use of a Sorbent Based on Organic Waste for the Purification of Aqueous Solutions. Water. 2021; (13):3101. DOI:10.3390/w13213101. (In Russ.)
25. Mahouachi L. et al. Natural Clay as a Sorbent to Remove Pharmaceutical Micropollutants from Wastewater. Chemosphere. 2020; (258):127213.
26. Tryakina A.S. Development of Rational Water Treatment Technology Using Scientifically Justified Calculation Indicators of the Quality of Raw Water. Proceedings of the Mining Institute. 2017; (227):608-612. DOI: 10.25515/PMI.2017.5.608 (In Russ.)
27. Hismatullin R.R. Sorption Technologies as a Method of Reducing the Technogenic Load on the Environment in Copper Metallurgy. Competition of young scientists. Collection of papers of IXInternational Scientific Research Competition. Penza. 2021. Pp. 34-37.
28. Mehrkhah R. et al. Clean Water Production by Non-noble Metal/reduced Graphene Oxide Nanocomposite Coated on Wood: Scalable Interfacial Solar Steam Generation and Heavy Metal Sorption. Solar Energy. 2021; (224):440-454.
29. Lebedev A. B., Utkov V. A., Khalifa A. A. Use of Sintered Sorbent for Removal of Hydrogen Sulphide from the Waste Industrial Gas During Granulation of Metallurgical Slag. Proceedings of the Mining Institute. 2019; (237):292. DOI: 10.31897/pmi.2019.3.292. (In Russ.)
Сведения об авторах
Зубкова Ольга Сергеевна - канд. техн. наук, науч. сотр. НЦ Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов, zubkova-phd@mail.ru
Торопчина Мария Андреевна - аспирант, кафедра «Химические технологии и переработки энергоносителей», toropchina_maria@bk.ru
Панкратьева Ксения Алексеевнав - студент, кафедра «Химические технологие и переработка энергоносителей», kseniapank21001 @mail.ru
Information about the authors
Zubkova Olga S. - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher Center of Problems of Processing Mineral and Technogenic Resources, zubkova-phd@mail.ru
Toropchina Mariya A. - Graduate Student, Department «Chemical Technologies and Energy Processing», toropchina_maria@bk.ru Pankratieva Kseniya A. - Student, Department «Chemical Technologies and Energy Processing», kseniapank21001 @mail.ru
Статья поступила в редакцию/the article was submitted 24.10.2022; одобрена после рецензирования / approved after reviewing 27.01.2023; принята к публикации / acceptedfor publication 15.02.2023.
