Сорбция ионов Mo(VI) и Re(VII) на кремнеземе, модифицированном диметилгидразидами кислот Versatic
Аннотация
Представлены результаты изучения процессов сорбции ионов молибдена (VI) и рения (VII) из модельных растворов на диоксиде кремния, полученного из отвальных шламов медно-никелевого производства и модифицированного диметилгидразидами трет-карбоновых кислот Versatic фракции С10–19. Исследовано влияние модификатора и условий модифицирования на сорбционные равновесия при различной кислотности среды. Показано, что обработка поверхности кремнезема диметилгидразидами приводит к увеличению его сорбционной емкости по ионам молибдена (VI) и смещению интервала рН максимального извлечения ионов рения (VII).
Рассмотрена возможность сорбционного разделения ионов Mo(VI) и Re(VII) при их совместном присутствии из растворов различной кислотности. Определены кинетические и термодинамические параметры сорбции при 296, 313 и 333 К. Для установления лимитирующей стадии процесса, полученные зависимости адсорбционной емкости от времени обрабатывали с помощью уравнений внутренней и внешнедиффузной кинетики, мультилинейной диффузионной модели Морриса и Вебера. Рассчитаны константы скорости сорбции ионов Mo(VI) и Re(VII) для уравнений псевдопервого и псевдовторого порядка. Полученные изотермы адсорбции молибдат- и перренат-ионов обработаны в координатах уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, определены основные параметры каждой модели. С помощью констант сорбционного равновесия Ленгмюра для различных температур рассчитаны термодинамические параметры сорбции. Отрицательные значения интегральной энтропии и энергий Гиббса свидетельствуют об экзотермическом и самопроизвольном протекании процесса извлечения и Mo(VI), и Re(VII). Для установления характера взаимодействия сорбента с адсорбатами рассчитаны дифференциальные энтальпии сорбции ионов. Их значения (менее 10 кДж/моль) указывают, что сорбция как молибдат-, так и перренат-ионов на изученном сорбенте обусловлена преимущественно физическими силами. При этом сорбция ионов молибдена (VI) имеет более высокие значения кинетических и равновесных характеристик, чем сорбция ионов рения (VII). С ростом температуры равновесие для обоих ионов смещается в сторону десорбции.
Скачивания
Литература
Denisova E.I. Applied Materials Science. Met-als and alloys. Ekaterinburg, UrFU Publ., 2018, 216 p.
Maltseva E.E., Blokhin A.A., Murashkin Y.V., Mikhailenko M.A. Effect of solution acidity on the sorption of rhenium and molybdenum on certain low-base anion exchangers. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2012; 12(1): 78-84. (In Russ.)
Ergozhin E.E., Chalov T.K., Kovrigina T.V., Melnikov E.A., Sorption of molybdenum ions (VI) by new synthetic sorbents. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2018; 18(3): 309-315. (In Russ.)
Vatolin N.A., Khalezov B.D., Kharin E.I., Zelenin E.A. A brief review of molybdenum concentrate processing methods and the search for an environmentally friendly technol-ogy, Mining informational and analytical bulle-tin (scientific and technical journal). 2011; 12: 170-175.
Kochelaeva G.A., Ivanov V.M., Guseinova A.R., Complexation in the molyb-denum (VI) – 3,5-di-Br-PAAF – hydroxylamine system in solution and on a sorbent. Mos-cow University Chemistry Bulletin. 2002; 43(3): 155-162.
Sharafutdinov U.Z., Kurbanov M.A., Alikulov Sh.Sh., Ganieva D.S., Adsorption properties of anion-exchange resins in joint uranium and rhenium sorption during in-situ uranium leaching. Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2021; 3-4: 136-146. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_31_0_136
Kolobov G.A., Vodennikov S.A., Pavlov V.V., Vodennikova O.S., Pecheritsa A.K. Extraction of molybdenum from exhaust solutions and fusions of etch of molybdenum-containing products. Metallurgiya. 2018; 39(1): 68-73. (In Russ.)
Dvornikova A.M., Kasikov A.G. The study of the selective rhenium solvent extrac-tion possibility with the mixture of aliphatic alcohol and ketone from acid solutions of rhe-nium-containing wastes processing. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN. 2021; 12(2 (5)): 83-86. https://doi.org/10.37614/2307-5252.2021.2.5.016
Petrova A.M., Kasikov A.G. Recovery of rhenium (VII) and molybdenum (VI) by solvent extraction with synergistic mixture of tertiary amines and aliphatic ketones from nitric acid solutions. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN. 2021; 31(5): 190-194. (In Russ.)
Umarakhunov M.Kh., Sadykova U.A., Khodzhaeva G.A., Sorption of molybdenum(VI) from mineral salt solutions. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2011; 85(2): 334-335. https://doi.org/10.1134/S003602441102035X (In Russ.)
Kasikov A.G., Shchelokova E.A., Dvornikova A.M., Recovery of rhenium from sulfuric acid solution by TOPO-impregnated silica sorbents. Separation Science and Tech-nology. 2021; 56(2): 242-251. https://doi.org/10.1080/01496395.2020.1718709
Troshkina I.D., Veselova O.A., Vatsura F.Ya., Zakharyan S.V., Serikbay A.U. Sorption of rhenium from sulfuric acid solu-tions by impregnates containing trialkylamines. Izv. vuzov. Tsvet. Metallurgiya. 2017; 5: 42-49. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2017-5-42-49
Versatic 1019 Acid. Material Safety Data Sheet. Reissued by Momentive Specialty Chemicals B. V. Revision date 29.06.2011.
Radushev A.V., Batueva T.D., Kataev A.V. Versatic Functional tert-carboxylic acids as metal extractive agents. Separation science and technology. 2015; 50(4): 512-519. https://doi.org/10.1080/01496395.2014.968258
Batueva T.D., Shcherban’ M.G. Rhe-nium (VII) extraction with Versatic hydrazides and N',N'–dialkylhydrazides. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2017; 62(10): 1409-1413. https://doi.org/10.1134/S0036023617100035
Batueva T.D., Kondrashova N.B., Chekanova L.G., Scherban M.G., Sorption of rhenium (VII) and molybdenum (VI) by modi-fied mesoporous silicas. Separation Science and Technology. 2022; 57(4): 532-541. https://doi.org/10.1080/01496395.2021.1921801
Timoshchik O.A., Shchelokova E.A., Kasikov A.G., Influence of conditions for ob-taining amorphous silica by sol-gel method on its properties. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN. 2019; 3: 368-375. https://doi.org/10.25702/KSC.2307-5252.2019.10.1.368-375
Batueva T.D., Kondrashova N.B., Scherban M.G., Sorbents based on mesoporous silicas modified with hydrazide functional groups. Bulletin of the Karaganda University. Chemistry series. 2019; 95(3): 52-60. https://doi.org/10.31489/2019Ch3/52-61
Batueva T.D., Zabolotnykh S.A., Che-kanova L.G., Physical and chemical properties of silicas modified with hydrazide functional groups. Russian Journal of Applied Chemistry. 2022; 95(7): 910-918. https://doi.org/10.31857/S0044461822070106
Methods of quantitative chemical anal-ysis No. 119-X. Determination of molybdenum in minerals by photometric method in the form of rhodanide complex. Available at: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293756/4293756712.pdf (accessed 25.05.2022)
State standard 25278.16-87. Alloys and ligatures of rare metals. Methods of rhenium determination. Available at: https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4294829/4294829157.pdf (accessed 25.05.2022)
Polyansky N.G., Gorbunov G.V., Polyanskaya N.L. Methods of Ionites Research. M. Khimiya Publ. 1976. 208 p.
Karpov S.I. Diss. doct. chem. nauk. Voronezh, 2020, 388 p.
Pham T.M., Lebedeva O.E., Studying the kinetics and thermodynamics of diamond green adsorption on a magnetic composite. Nauchnyye vedomosti Belgorodskogo gosudar-stvennogo universiteta. Seriya: Yestestvennyye nauki. 2017; 274(25): 5-11. (In Russ.)
Wei Moe Aung. Diss. cand. tech. nauk. M. 2020. 144 p.
Piatek J., Bruin-Dickason C.N., Jawor-ski A., Chen J., Slabon A. Glycine-functionalized silica as sorbent for cobalt(II) and nickel(II) recovery. Applied Surface Science. 2020; 530: 147299. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147299
Mikheeva E.V. Adsorption on a homogeneous solid surface. Langmuir equation. Tomsk, TPU Publ., 2011, 36 p.
Makarevich N.A. Theoretical bases of adsorption. Arkhangelsk, NArFU Publ., 2015, 362 p.
