Кинетика сорбции катиона лития свежеосажденным гидроксидом алюминия из природного рассола
Аннотация
За двадцать лет XXI века потребление соединений лития в пересчете на карбонат лития, используемого в качестве стандартного рыночного товара, увеличилось в три раза, а цена с 2 до 8 долларов за килограмм. Более 35 % соединений лития используется в производстве аккумуляторов и химических источников тока, около 32 % в производстве керамики и стекла. С повышением спроса на литиевую продукцию принципиально изменилась сырьевая база, в настоящее время из гидроминерального сырья добывают около 70 % соединений лития. Из крепких рассолов хлоридного натриевого типа американского континента карбонат лития получают по галургической технологии. В Китае из рассолов хлоридного магниевого и кальциевого типа с повышенным содержанием лития и общей минерализацией более 400 г/дм3, литий извлекают использованием гранулированного сорбента разработанного ЗАО «Экостар-Наутех» (Новосибирск, Россия).
Работа посвящена исследованию кинетики сорбции Li+ свежеосажденным гидроксидом алюминия из литийсодержащего природного рассола хлоридного натриевого кальциевого типа с минерализацией около 70 г/дм3.
Кинетические кривые адсорбции Li+ на Al(OH)3 при различных температурах были обработаны уравнениями диффузионной и химической кинетики. Обработка экспериментальных данных с использованием расчетных кинетических диаграмм для смешанной диффузии выявила некоторое превалирование в смешанно-диффузионном механизме при 293 K внешней, а при 303 и 313 K внутренней диффузии.
Экспериментальные данные также были обработаны по уравнениям псевдо-первого и псевдо-второго порядков, используемых для описания химической кинетики. Сравнение результатов показывает, что при 293 К значение расчетной величины сорбции дает лучшее совпадение с экспериментальной при использовании модели псевдо-первого порядка при практически одинаковых коэффициентах корреляции R2 для обеих моделей. При температурах 303 и 313 К значение величины сорбции лучше совпадает с экспериментальной при использовании модели псевдо-второго порядка. В пользу химической кинетики данного процесса в интервалах температур 293-303 и 303-313 K свидетельствуют энергии активации 94 и 46 кДж/моль соответственно.
Скачивания
Литература
Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D., Boldyrev V.V., Nauka v Rossii, 2011, No 5, pp. 28-31.
Kudryavtsev P.G., Al'ternativnaya ener-getika i ekologiya (ISJAEE), 2016, No 13-14, pp. 72-88.
Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. Kkimiya i tekhnologiya polucheniya soedineniy litiya iz litienosnogo gidromineral'nogo sy-r'ya. ZAO «Ekostar-Nautekh». Novosi-birsk. Akadem. izd-vo «Geo». 2008. 291 p.
Flexer V., Baspineiro C.F., Claudia Inés Galli C.I., Science of the Total Environment, 2018., Vol. 639, pp. 1188-1204.
Saenko E.V., Leont'eva G.V., Vol'khin V.V., Kolyshkin A.S., Zhurnal neorgani-cheskoy khimii, 2007, Vol. 52, No 8, pp. 1399-1404.
Chitrakar R., Kanoh H., Makita Y., Miyai Y. et al., J. Mater. Chem., 2000, Vol. 10, pp. 2325-2329.
Chitrakar R., Kasaishi S., Umeno A., Sakane K. et al., J. Solid State Chem., 2002, Vol. 169, pp. 35-43.
Ohashi F., Tai Y., Materials Letters, 2019, Vol. 251, pp. 214-217.
Ventura S., Bhamidi S., Hornbostel M., Proceedings, 43rd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering Stanford University, Stanford, California, February 12-14, 2018, SGP-TR-213, pp. 1-5.
Song, J.F., Nghiem L.D., Li X.-M., He T., Environmental Science: Water Re-search & Technology, 2017, Vol. 3(4), pp. 593-597.
Ryabtsev A.D. i dr. Patent RF. No 2455063, RU. 2012.
Kompleksnaya pererabotka poli-komponentnykh litienosnykh rassolov s predvaritel'nym ikh obogashcheniem po liti-yu, Pod red. N.P. Kotsupalo; ZAO «Eko-star-Nautekh». Novosibirsk. Akadem. izd-vo «Geo». 2014, 172 p.
Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. In-terkalyatsionnye soedineniya gidroksida al-yuminiya s solyami litiya i ikh ispol'zo-vanie v promyshlennoy praktike. OOO «Ekostar-Nautekh». Novosibirsk. Akadem. izd-vo «Geo».. 2016. 155 p.
Jiang H., Yang Y., Sun S., Yu J., J. Chem. Eng., 2020, Vol. 98, pp. 544-555.
Ramazanov A.SH. et al., Patent RF, No 2660864 S2, 2018.
Ramazanov A.Sh., Khimiya i tekhnologiya vody, 1991, Vol. 13, No 2, pp. 140-143.
Ramazanov A.Sh., Kasparova M.A., Saraeva I.V., Alkhasov A.B. et al., Ekologiya i promyshlennost' Rossii, 2016, Vol. 20, No 2, pp. 14-17.
Gel'ferikh F. Ionity, M., Izd-vo in-ostr. lit., 1962, 490 p.
Boyd G.E., Adamson A.W., Myers L.S., J. Am. Chem. Soc., 1947, Vol. 69, pp. 2836-2848.
Venitsianov E.V. Rubinshteyn R.N. Dinamika sorbtsii iz zhidkikh sred, M., Nau-ka, 1983, 237 p.
Dresvyannikov A.F., Petrova E.V., TSyganova M.A., Zhurn. fiz. khimii., 2010, Vol. 84, pp. 727-732.
Mathew A.P., Weber W.J., Chem. Eng. Commun., 1984, Vol. 25, pp. 157-171.
Alosmanov R.M., Vestn. Mosk. Un-ta. Ser.2.Khimiya, 2011, Vol. 52, No 2, pp. 145-148.
Ho Y., Water Res., 2006, Vol. 40, pp. 119-125.
Rudzinski W., Plazinski W., J. Phys. Chem. C, 2007, Vol. 111, pp. 15100-15110.
KHamizov R.Kh., Sveshnikova D.A., Kucherova A.E., Sinyaeva L.A., Zhurn. fiz. Khimii, 2018, Vol. 92, pp.1451-1460
