Адсорбция ионов UO22+ из МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ растворов органо-неорганическими ионитами
Одесский национальный университет имени
65082, Одесса, Дворянская 2, e-mail: *****@***net
Сточные воды производств, добывающих и перерабатывающих урановое сырье (в том числе нетрадиционное), предприятий ядерно-топливного цикла, заводов по производству некоторых видов строительных материалов и фосфорных удобрений содержат соединения урана (VI). Эти воды перед сбросом в открытые водоемы должны быть тщательно очищены от соединений урана (VI). Для очистки сточных вод широко используются адсорбционные методы. Актуальной задачей является поиск эффективных и экономично доступных адсорбентов для извлечения урана (VI).
Цель работы: установить некоторые закономерности адсорбции катионов уранила из многокомпонентных растворов органо-неорганическими ионитами.
Исследуемые адсорбенты синтезированы в Институте общей и неорганической химии им. НАН Украины путем модификации поверхности сильноосновной гелевой катионообменной смолы Dowex HCR-S гидрофосфатом циркония (ГФЦ). Для сравнения использовали немодифицированный катионит (образец 0). Исследуемые адсорбенты (образцы 1, 2 и 3) отличались кратностью обработки исходной органической составляющей неорганическими реагентами (ортофосфорной кислотой и хлористым цирконилом), размером гранул, удельной поверхностью, содержанием ГФЦ и мольным соотношением Zr:P. Адсорбция катионов уранила проводилась в статических условиях при температуре 20±2°С из модельных растворов, содержащих, мг/дм3: U(VI) - 50; Fe(III) – 250, HCl - 710, при расходах адсорбентов 2, 5 и 10 г/дм3. Содержание урана (VI) в растворах после адсорбции определяли фотометрически с использованием в качестве реагента арсеназо III. Об эффективности процесса судили по степени извлечения урана (S).
Проведенные исследования показали, что адсорбция катионов уранила из многокомпонентных растворов протекает малоэффективно при расходе адсорбентов 2 г/дм3: для извлечения урана на 30-50 % потребовалось значительное время (2-3сут). Для повышения эффективности адсорбции катионов уранила из железосодержащих растворов с помощью органо-нерганических ионитов необходимо увеличить расход адсорбента, что приводит к повышению степени извлечения урана до 65-90 % при расходе адсорбентов 5 г/дм3 и до 94-99,5 % при расходе адсорбентов 10 г/дм3. При расходе сорбента 2 г/дм3 в начальный период времени (30-300 мин) наибольшая степень адсорбции катионов уранила наблюдается для образцов 1 и 0, а спустя 720 мин – для образца 3, содержащего частицы ГФЦ размером ~100 нм и характеризующегося минимальным (1:0,25) мольным соотношением Zr:P. Наименьшая скорость адсорбции наблюдается для образца 2, содержащего частицы ГФЦ микронных размеров. Увеличение расхода адсорбентов приводит не только к возрастанию эффективности адсорбционного извлечения катионов уранила, но и к значительному росту скорости адсорбции. При увеличении расхода адсорбентов до 5 г/дм3 их характеристики продолжают играть значительную роль при извлечении катионов уранила из многокомпонентных растворов, причем наблюдается зависимость, аналогичная описанной выше для расхода адсорбентов 2 г/дм3, однако время достижения адсорбционного равновесия снижается. При увеличении расхода адсорбентов до 10 г/дм3 природа адсорбентов незначительно влияет на эффективность адсорбционного процесса, особенно по мере приближения к времени установления адсорбционного равновесия. Например, после проведения адсорбции в течение 480 мин степень адсорбции катионов уранила образцами 0, 1 и 2 составила 94-95 %, а образцом 3 – 81 %. Полученные результаты объясняются конкуренцией между 
и Fe3+ за доступные адсорбционные центры ионитов.
