Рентгенофазовое исследование изменения структуры природного цеолита в результате сорбции тяжелых металлов

Аннотация

На основании исследований с использованием рентгеновской порошковой дифракции с применением расчета по методу Ритвельда установлено, что цеолитовый туф Ягоднинского месторождения состоит из клиноптилолита-Na (23.0 %), клиноптилолита-Са (52.1%) и морденита (12.9%). В результате сорбции тяжелых металлов происходит изменение параметров кристаллической решетки морденита, прослеживается уменьшение размеров в направлении осей a и b и уменьшение объема элементарной ячейки обработанного цеолита по сравнению с исходным в ряду: Cu→Ni→Co→Fe. Рассчитана величина обменной емкости по никелю, кобальту, меди и железу при обработке цеолитов индивидуальными растворами, а также их смесью, ее значение изменяется от 9 до 18 мг-экв/кг в зависимости от состава раствора. Во всех случаях наблюдается превышение количества вещества вытеcненных катионов над количеством вещества поглощенных катионов, так при насыщении цеолита кобальтом вытесняется на 5.5%. больше обменных катионов; при насыщении медью или железом – на 11.9-12.0%, соответственно. Максимальное превышение количества вещества вытесненных катионов над количеством вещества поглощенных катионов наблюдается при насыщении цеолита ионами никеля – до 25%. Отмечается, что наряду тяжелыми металлами в обменной реакции участвует растворитель – вода, что подтверждается изменением рН элюата на 1-2 единицы в щелочную область. На основе сопоставления количества вещества поглощенных катионов с количеством вещества вытесненных катионов, установлено, что преобладающим является механизм ионного обмена