Сорбция ионов никеля зольными остатками горючих сланцев Ленинградского месторождения - Салтыкова, Светлана Николаевна; Карапетян, Кирилл Гарегинович; Коршунов, Александр Дмитриевич; Назаренко, Максим Юрьевич; Дорош, Инна Васильевна (Сорбционные и хроматографические процессы, 2025)
Актуальность исследования определяется растущим интересом к переработке низкосортных твердых горючих ископаемых, таких как горючие сланцы. Этот интерес связан с возможностью увеличить общие запасы топливно-энергетических и химических ресурсов. Существенным препятствием для широкого использования горючих сланцев является большое количество отходов, образующихся при их переработке. Разработка методов получения товарной продукции из золы горючих сланцев позволит не только повысить экономический эффект процесса переработки сланцев, но и уменьшить общее число образующихся отходов. Целью исследований является определение возможности использования углезольных и зольных остатков горючих сланцев в качестве сорбентов. В работе применены следующие методы исследований: рентгенофлуоресцентный анализ, индикаторный метод определения кислотно-основных центров, определение сорбционной емкости по ионам никеля, определение удельной поверхности методом Брунауэра-Эммета-Теллера. Определено, что зольные остатки горючих сланцев состоят преимущественно из оксидов кальция, кремния, алюминия и железа. Удельная поверхность зольных остатков, определенная методом БЭТ, составила 27 м2/г и 2.5 м2/г для углезольного и зольного остатка соответственно. Зольные остатки являются плотным материалом, близким по значению насыпной плотности (0.75 г/см3) к бентонитам. Углезольные остатки менее плотные (0.5 г/см3) и по этому показателю близки к калий и железосодержащим алюмосиликатам. Зольные остатки имеют сорбционную емкость по ионам никеля (II) в диапазоне 46,8–59,6 мг/г. Определенная по модели Дубинина-Радушкевича величина свободной энергии адсорбции указывает на то, что процесс адсорбции происходит по ионообменному механизму. Установлено распределение кислотно-основных центров зольных и углезольных остатков. Наличие этих центров указывает на возможность применения зольных остатков в широком интервале значений величины сродства к водороду. Полученные экспериментальные данные по адсорбции ионов никеля (II) обработаны с применением моделей Ленгмюра, Дубинина-Радушкевича и Фрейндлиха. Полученное значение свободной энергии адсорбции указывает на химическую природу адсорбции ионов никеля (II). По совокупности полученных характеристик сделан вывод о перспективности использования зольных остатков горючих сланцев в качестве сорбента.