Нестеренко В.П.

ПРИМЕНЕНИЕ ИОНООБМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Нестеренко В. П., Белорусский национальный технический университет, Минск, Республика Беларусь

Во многих случаях разработка эффективных систем очистки водных растворов, загрязненных радиоактивными элементами и тяжелыми металлами, например, осуществление процессов извлечения радионуклидов из отходов, дезактивация и очистка сбросных вод, водоподготовка, связана с необходимостью использования сорбционных материалов с заданными свойствами. Сорбционные процессы имеют преимущества перед другими методами (например, такими, как выпаривание и осаждение), поскольку более эффективны при больших объемах растворов, не приводят к трудностям, возникающим из-за коррозии аппаратуры, и в большинстве случаев обеспечивают дополнительную очистку от коррозионных примесей и продуктов деления.
Данная работа посвящена разработке методов направленного синтеза, изучению свойств и применению ионообменных материалов на основе дешевых природных цеолитов со структурой клиноптилолита, но обладающих по сравнению с ними более высокими характеристиками. Известные данные по ионообменным свойствам клиноптилолитов показывают, что эти цеолиты могут быть использованы для извлечения из водных растворов ионов тяжелых металлов и радиоактивных изотопов, в частности, радионуклидов цезия и стронция, причем емкость клиноптилолита например по цезию почти в 30 раз больше, чем у ионообменных смол.
Путем модифицирования химического состава природных цеолитов — клиноптилолитов двух эффузивно-осадочных месторождений (Дзегви и Тедзами, Грузия) методом ионного обмена были синтезированы их кальциевые, магниевые, натриевые, аммонийные и водородные формы с разной степенью замещения обменных катионов. С целью прогнозирования поверхностных адсорбционных взаимодействий для получения сорбентов с заданными свойствами и целенаправленного проведения процессов сорбции из водных растворов с учетом основных положений теории Льюиса и Бренстеда с помощью индикаторного метода проведено изучение характера распределения кислотно-основных центров и их концентрации на поверхности синтезированных сорбентов. Получена сравнительная характеристика сорбционных свойств ионообменных производных природных цеолитов и их исходных форм. Показана перспективность использования ряда синтезированных катионзамещенных форм клиноптилолитов для извлечения цезия и стронция из водных растворов при низких концентрациях этих элементов.
На основании проведенных исследований предлагаются практические рекомендации по замене природных клиноптилолитов на их ионообменные производные в различных ионообменных технологиях. За счет дешевых природных цеолитов можно в значительной мере обеспечить возрастающие потребности промышленности в ионообменных материалах. К тому же из-за низкой стоимости природные цеолиты могут широко применяться в процессах, не предусматривающих регенерацию сорбента. В связи с высокой радиационной устойчивостью и стойкостью к выщелачиванию синтезированные ионообменники представляют также практический интерес в плане обеспечения безопасности окружающей среды и в случае их захоронения после отработки. Необходимо также учитывать широкие возможности одновременного многоцелевого использования природных цеолитов не только в качестве ионита, но и адсорбента, и фильтрующего материала в различных технологических процессах и природоохранных мероприятиях.

USE OF ION-EXCHANGE MATERIAL BASED ON NATURAL ZEOLITES FOR WASTE WATER TREATMENT

Nesterenko V. P., Belarusian National Technical University, Minsk, Republic of Belarus

This paper discusses the development of methods of controlled synthesis and application of ion-exchanging composites on the basis of natural zeolites with the structure of clinoptilolite. By modifying chemical structure of natural zeolites, their calcium, magnesium, ammonium and hydrogenous forms with different degree of cation exchange have been synthesized. Practical recommendations on substituting the natural clinoptilolites with their ion-exchange derivatives in various ion exchange technologies are presented.

Главная страница

Сведения об авторах

Нестеренко Валерий Павлович, к. т. н., доц., Белорусский национальный технический университет, просп. Независимости, 65, Минск, 220027, Республика Беларусь. Тел. (17) 239-16-95, факс (17) 232-71-82. E-mail: v.nesterenkodogmail.ru

Последние изменения внесены 24.04.07