ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ УДАЛЕНИЯ ИОНОВ МЫШЬЯКА (V) РАЗЛИЧНЫМИ СОРБЕНТАМИ ИЗ МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2025.02.095Ключевые слова:
сорбция мышьяка, цеолит, ионообменная смола АМ-2Б, активированный уголь, рентгенофлуорисцентный анализ, атомно-абсорбционный анализ, статическая обменная емкость, степень извлечения мышьяка, сорбционная емкость, сорбционное равновесиеАннотация
Исследование посвящено актуальной проблеме очистки техногенных вод горно-обогатительных предприятий от соединений мышьяка, классифицируемого как чрезвычайно опасное вещество первого класса опасности. Приводится описание возможных путей заражения человека и окружающей среды ионами мышьяка. В работе проводится комплексный анализ сорбционных свойств трех типов материалов: макропористого анионита АМ-2Б, природного цеолита и активированного угля, а также описываются некоторые особенности их механических, физических и физико-химических свойств, при этом описаны отличия строения, состава и химического устройства сорбентов. Приведена краткая характеристика экономических показателей всех трех материалов с оценкой их распространенности и актуальности применения на территории Российской Федерации. Исследование охватывает теоретические аспекты селективности, механизмы влияния удельной поверхности сорбента на кинетику процесса.
На основании рентгенофлуорисцентного анализа (РФА) и атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) проведена интерпретация сорбционной активности материалов различных классов крупности (-0,5+0 и -0,071+0 мм) посредством оценки их элементного состава, графиков расчетной степени извлечения мышьяка из модельных растворов, а также расчета статической обменной емкости ионов токсичного целевого загрязняющего вещества. Приведена детальная обработка экспериментальных результатов с актуальной интерпретацией всех данных, сформулированы научно обоснованные выводы по каждой из поставленных задач. Проведен анализ существующих несовершенств материалов и приведены пути возможных дальнейших исследований по решению вопроса удаления вредных соединений мышьяка из вод горно-обогатительных предприятий. Работа представляет интерес для специалистов в области химической технологии, экологии горного производства и гидрометаллургии.
Библиографические ссылки
1. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. Москва: ИПК Издательство стандартов, 2002, 7 с.
2. Воробьев А.Е., Абдинов Р.Ш., Щесняк К.Л., 2020. Природные и техногенные особенности загрязнения природных вод мышьяком. Вестник Атырауского университета имени Халела Досмухамедова. Том 58, № 3, С. 139-147. https://doi.org/10.47649/vau.2020.v58.i3.20
3. Камалов К.О. Ахмаров Ф.И., Дубовцев Д.Ю., 2021. Исследование способов удаления мышьяка из технологических растворов медеплавильного производства. Общество. Наука. Инновации (НПК-2021): сборник статей XXI Всероссийская научно-практическая конференция, Киров, 12–30 апреля 2021 года. Том 2. Киров: Вятский государственный университет, С. 173-179
4. John Y.A., David V.E., Mmereki D., 2018. Comparative Study on Removal of Hazardous Anions from Water by Adsorption: A Review. International Journal of Chemical Engineering, Vol. 2018, Art. ID 3975948. URL: https://doi.org/10.1155/2018/3975948 (дата обращения 08.10.2025).
5. Lazar M.M., Ghiorghita C.-A., Dragan E.S., Humelnicu D., Dinu M.V., 2023. Ion-Imprinted Polymeric Materials for Selective Adsorption of Heavy Metal Ions from Aqueous Solution. Molecules, Vol. 28, no. 6, Art. 2798. URL: https://doi.org/10.3390/molecules28062798 (дата обращения 15.10.2025).
6. Benmassaoud Y., Murtada K., Salghi R., Zougagh M., Rios A., 2021. Surface Pol-ymers on Multiwalled Carbon Nanotubes for Selective Adsorption. Polymers, Vol. 13, no. 9, Art. 1507. URL: https://doi.org/10.3390/polym13091507 (дата обращения 16.10.2025).
7. Драпей А.В., Козловская М.М., Мисютинская В.А., Прохоров К.В., 2024. Сравнительный анализ флотационных реагентов для обогащения золотосульфидных руд. Проблемы недропользования, № 4 (43), С. 118-125. DOI 10.25635/2313-1586.2024. 04.118.
8. Драпей А.В., Козловская М.М., Мисютинская В.А., Прохоров К.В., 2025. Ис-следование влияния различных реагентных режимов на флотационное извлечение полезных компонентов из пробы руды месторождения Маломыр. Проблемы недропользования, № 1 (44), С. 124-133. DOI 10.25635/2313-1586.2025.01.124. EDN ADLOSK.
9. Размахнин К.К., 2012. Природные цеолиты в системах очистки сточных вод горнопромышленных предприятий. Чита: ЗабГУ, 164 с.
10. Hira N.E., Lock S.S. M., Arshad U. [et al.], 2023. Screening of Metal Oxides and Hydroxides for Arsenic Removal from Water Using Molecular Dynamics Simulations. ACS Omega, Vol. 8, no. 50, P. 48130–48144. URL: https://doi.org/10.1021/ acsomega.3c07014 (дата обращения 16.10.2025).
11. Берлинский И.В., Жадовский И.Т., Пономарева М.А., Машукова Ю.А., 2021. ХИМИЯ. ЧАСТЬ 2. Физическая химия: Методические указания к лабораторным работам. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский горный университет, 58 с.
12. Хлынина Н.Г., Алексейко И.С., 2008. Изучение сорбционных свойств сорбентов в статических условиях. Вестник КрасГАУ, № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/izuchenie-sorbtsionnyh-svoystv-sorbentov-v-staticheskih-usloviyah (дата обращения: 20.01.2026).
13. Курдюмов В.Р., Тимофеев К.Л., Мальцев Г.И., Лебедь А.Б., 2020. Сорбционное извлечение ионов никеля (II) и марганца (II) из водных растворов. Записки Горного института, Т. 242, С. 209-217. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sorbtsionnoe-izvlechenie-ionov-nikelya-ii-i-margantsa-ii-iz-vodnyh-rastvorov (дата обращения: 01.02.2026).
14. Козловa Т.О., Хворостинин Е.Ю., Родионова А.А., Васильевa Д.Н, Баранчиковa А.Е., Ивановa В.К., 2023. Сорбция радионуклидов на аморфном и кристаллических ортофосфатах церия(IV). Журнал неорганической химии, Том 68, № 11, С. 1515 1522
15. Прохоров К.В., Гладырь А.В., Рассказов М.И., 2020. Центр коллективного пользования «Центр исследования минерального сырья». Горная промышленность, № 4, С. 120–124. DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2020-4-120-124. - ISSN: 1609-9192.
