RESEARCH ON THE EFFICIENCY OF ARSENIC (V) ION REMOVAL FROM MODEL SOLUTIONS USING VARIOUS SORBENTS
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2025.02.095Keywords:
arsenic sorption, zeolite, ion-exchange resin AM-2B, activated carbon, X-ray fluorescence analysis, atomic absorption spectrometry, static exchange capacity, arsenic recovery rate, sorption capacity, sorption equilibriumAbstract
This study addresses the pressing issue of treating technogenic waters from mining and processing enterprises to remove arsenic compounds, which are classified as highly hazardous substances (Class I). The potential pathways of arsenic ion contamination for humans and the environment are described. A comprehensive analysis of the sorption properties of three types of materials – AM-2B macroporous anionite, natural zeolite, and activated carbon – is performed. Their mechanical, physical, and physicochemical properties are detailed, highlighting differences in structure, composition, and chemical arrangement. A brief overview of the economic indicators for all three materials is provided, along with an assessment of their prevalence and relevance for use within the Russian Federation. The study covers theoretical aspects of selectivity and the mechanisms of sorbent specific surface area influence on process kinetics.
Based on X-ray fluorescence (XRF) analysis and atomic absorption spectrometry (AAS), the sorption activity of various size classes (-0.5+0 mm and -0.071+0 mm) was interpreted by evaluating their elemental composition, calculated arsenic recovery rate graphs from model solutions, and the static exchange capacity for the toxic target pollutant. Detailed processing of experimental results with an up-to-date interpretation of all data is provided, and scientifically substantiated conclusions are formulated for each objective. Existing material limitations are analyzed, and potential directions for further research on the removal of harmful arsenic compounds from mining and processing waters are suggested. The work is of interest to specialists in chemical technology, mining ecology, and hydrometallurgy.
References
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.
