Ученые синтезировали сорбент для очистки сточных вод от хрома
Ученые Института металлургии Уральского отделения РАН и Уральского федерального университета (УрФУ) открыли новый способ очистки новый способ очистки сточных вод, содержащих токсичный хром. На выходе получается чистая питьевая вода и соединения хрома, сообщает пресс-служба УрФУ. Научная работа выполнена в соответствии с программой фундаментальных научных исследований государственных академий наук, утвержденной правительством РФ. Статья с описанием работы опубликована в журнале Hydrometallurgy.
Синтезированный высокопродуктивный композитный сорбент многоразового использования позволяет извлекать хром из сточных вод, очищая их до качества питьевой воды. Полученные при этом соединения хрома возвращаются в производственные процессы.
«Хром легко проникает в воду, почву, растения, являясь токсичным загрязнителем окружающей среды — мутагеном и канцерогеном. Способ переработки накопленных хромсодержащих отходов, предложенный уральскими учеными, — путь к решению злободневной проблемы не только для России, но и для многих других стран», — говорится в сообщении вуза.
За основу созданного сорбента ученые взяли глинистый минерал монтмориллонит, традиционно используемый в сорбционных технологиях. На первом этапе разработки минерал модифицировали наночастицами магнетита. «Это утяжелило мелкие и легкие частицы монтмориллонита и позволило затем без труда осадить их вместе с адсорбированным хромом, приложив магнитное поле», — объясняет руководитель исследовательской группы, старший научный сотрудник Института металлургии УрО РАН Денис Ординарцев.
На следующей стадии синтеза нового сорбента в слоистую структуру монтмориллонита ввели молекулу основного сорбционного элемента из группы катионных поверхностно-активных веществ, селективного по отношению к хрому. «Это привело к значительному расширению межслоевого пространства монтмориллонита. Как следствие, сорбционная емкость материала увеличилась в 5 раз, с 20% у исходного минерала до 98-99% у полученного композита», — добавляет Денис Ординарцев. Синтезированный сорбент поместили в водный раствор с содержанием хрома. Остатки хрома в растворе адсорбировали осаждением на золе железа (однородной взвеси наноразмерных частиц) — веществе, также селективном по отношению к хрому. В итоге был получен водный раствор, очищенный от хрома и имеющий качество водопроводной воды.
Вместе с тем получены две группы хромсодержащих веществ — чистые соединения хрома, образовавшиеся в результате адсорбции синтезированным композитным сорбентом, и хромисто-железный концентрат — продукт доочистки раствора золем железа. Чистые соединения хрома необходимы, к примеру, для изготовления нержавеющей и хромированной стали, электроизоляционного и антикоррозионного покрытий, в авиакосмической промышленности и даже при производстве кожаных изделий. Хромисто-железный концентрат используется, в том числе, в легировании железа для получения, например, хромистых чугунов. Таким образом ученые создали безотходную технологию переработки хромсодержащих отходов.