Сорбционная очистка модельных растворов от ионов железа и кремния с применением оксигидроксида алюминия

Abstract

Исследованы процессы сорбции ионов железа (III) и кремния из модельного раствора с применением сорбента – нановолокнистого оксигидроксида алюминия, полученного методом окисления порошка алюминия водой при постоянной температуре в диапазоне от 60 до 75 °С, с удельной поверхностью 196,16 м2/г, диаметром пор от 2 до 15 нм и длиной до 1 мкм. Порошок алюминия получен методом электрического взрыва проводника в аргоне. Изучены процессы сорбции ионов железа и кремния из модельного раствора, содержащего ионы железа (III), кремний и органические вещества гумусового происхождения на окси-гидроксиде алюминия и активированном угле. Установлено, что степень извлечения ионов железа и кремния составила 82 % и 41 % соответственно для сорбента оксигидроксида алюминия при исходной концентрации железа 6,7 мг/л и кремния 25,6 мг/л. Для активированного угля – это 25 и 9 % при одной и той же массе навески сорбента. Время сорбции составило 4 часа. Значение максимальной сорбционной емкости оксигидроксида алюминия по отношению к ионам железа составило 10 мг/г, к ионам кремния 38 мг/г из модельного раствора. Полученный нановолокнистый оксигидроксид алюминия можно использо-вать на стадии доочистки для удаления железа, связанного с кремнийорганическими соединениями из подземных вод, в которых содержание железа в коллоидном состоянии не превышает 2 мг/л, при содержании кремния не выше 12,4 мг/л и органических веществ до 6,2 мг/л. The sorption processes of iron(III) and silicon ions from a model solution have been investi-gated using nanofibrous aluminum oxyhydroxide as a sorbent, obtained by oxidizing aluminum powder with water at a constant temperature in the range from 60 to 75 °C; its surface area is 196.16 m2/g, the pore diameters are from 2 to 15 nm, and the lengths are up to 1 μm. Aluminum powder was obtained by electric explosion of a conductor in argon. The adsorption processes have been studied for iron and silicon ions on aluminum oxyhydroxide and activated carbon from a model solution containing iron(III) ions, silicon, and organic substances of humic origin. The degrees of extraction of iron and silicon ions have been 82% and 41%, respectively, for the alu-minum oxyhydroxide sorbent, at the initial concentration of iron 6.7 mg/L and 25.6 mg/L of sili-con. For activated carbon, these have been 25% and 9% at the same weight of the sorbent sam-ple. The sorption time is 4 hours. The value of the maximum sorption capacity of aluminum oxy-hydroxide with respect to iron ions is 10 mg/g, and 38 mg/g for silicon ions from the model solu-tion. The nanofibrous aluminum oxyhydroxide can be used at the post-treatment stage to remove iron associated with organosilicon compounds from groundwater, where iron substances are present in the colloid form and their concentration does not exceed 2 mg/L and the concentration of silicon does not exceed 12.4 mg/L, with organic substances up to 6.2 mg/L.