ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МЕХАНОАКТИВИРОВАННОГО ЦЕОЛИТА ТАЙЖУЗГЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

В работе исследуется очистка сточных вод металлургического предприятия УК МК ТОО «Казцинк» от ионов металлов, таких как медь (II), цинк и свинец (II). Обоснована возможность очистки сточных вод от ионов металлов с помощью механоактивированного природного цеолита Тайжузгенского месторождения (Восточный Казахстан). Изучена адсорбционная способность цеолита в зависимости от его фракционного состава. Показан эффективный метод модификации сорбентов - механическая активация. По результатам экспериментальных исследований установлено, что полученный механоактивированный сорбент на основе природного цеолита является перспективным для глубокой очистки многокомпонентных сточных вод металлургических предприятий. Установлено, что сорбционная активность цеолита напрямую зависит от степени механоактивации сорбента. Наибольшая степень очистки промышленных сточных вод от ионов Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ (53,85%, 88,52% и 92,11% соответственно) достигается при 3 часовом контакте механоактивированного сорбента (оптимальной крупностью 50-100 мкм) со сточной водой и соотношении (1-2) г:100 см³. Впервые построены изотермы адсорбции ионов меди (II), цинка и свинца (II) на механоактивированном цеолите Тайжузгенского месторождения в соответствии с моделями Ленгмюра и Фрейндлиха.

1. Adsorption of Heavy Metals: Mechanisms, Kinetics, and Applications of Various Adsorbents in Wastewater Remediation-A Review / Z. Raji et al // Waste. – 2023. – № 1. – Р. 775-805. https://doi.org/10.3390/waste1030046.

2. Senila M. Modification of natural zeolites and their applications for heavy metal removal from polluted environments: Challenges, recent advances, and perspectives / M. Senila, O. Cadar // Heliyon. – 2024. – № 10(3). – Р. e25303. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e25303.

3. Application of clay minerals as adsorbents for removing heavy metals from the environment / Sh. Xiea et al // Green and Smart Mining Engineering. – 2024. – № 1(3). – Р. 249-261. https://doi.org/10.1016/j.gsme.2024.07.002.

4. Ugwu E.I. A review on zeolites as cost-effective adsorbents for removal of heavy metals from aqueous environment / E.I. Ugwu, A. Othmani, C.C. Nnaji // International Journal of Environmental Science and Technology. – 2022. – № 19. – Р. 8061-8084. https://doi.org/10.1007/s13762-021-03560-3.

5. Rodríguez-Iznaga I. Ion Exchange in Natural Clinoptilolite: Aspects Related to Its Structure and Applications / I. Rodríguez-Iznaga, M.G. Shelyapina, V. Petranovskii // Minerals. – 2022. – № 12. – Р. 1628. https://doi.org/10.3390/min12121628.

6. Tasić Ž.Z. Application of natural zeolite in wastewater treatment-A review / Ž.Z. Tasić, G.D. Bogdanović, M.M. Antonijević // Journal of Mining and Metallurgy. – 2019. – № 55A (1). – Р. 67-79. https://doi.org/10.5937/JMMA1901067T.

7. Kordala N. Zeolite Properties, Methods of Synthesis, and Selected Applications / N. Kordala, M. Wyszkowski // Molecules. – 2024. – № 29. – Р. 1069. https://doi.org/10.3390/molecules29051069.

8. Ates A. The effect of various treatment conditions on natural zeolites: ion exchange, acidic, thermal and steam treatments / A. Ates, C. Hardacre // Journal of Colloid and Interface Science. – 2012. – № 372. – Р. 130-140. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2012.01.017.

9. Modifying Natural Zeolites to Improve Heavy Metal Adsorption / Е. Kuldeyev et al // Water. – 2023. – № 15. – Р. 2215. https://doi.org/10.3390/w15122215.

10. Adsorption of heavy metals on natural zeolites: a review / L. Velarde et al // Chemosphere. – 2023. – № 328. – Р. 138508. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.138508.

11. Study of the selection mechanism of heavy metal (Pb2+, Cu2+, Ni2+, and Cd2+) adsorption on clinoptilolite / М. Sprynskyy et al // Journal of Colloid and Interface Science. – 2006. – № 304(1). – Р. 21-28. https://doi.org/10.1016/J.JCIS.2006.07.068.

12. Characterization of Zeolite Types Contained in Sangaredi Bauxite in the Republic of Guinea / М. Sylla et al // Journal of Materials Science and Chemical Engineering. – 2024. – № 12. – Р.1-14. https://doi.org/10.4236/msce.2024.1211001.

13. Taffarel S.R. On the removal of Mn2+ ions by adsorption onto natural and activated Chilean zeolites / S.R. Taffarel, J. Rubio // Minerals Engineering. – 2009. – № 22(4). – Р. 336-343. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2008.09.007.

14. Патент KZ (13) A (11) 14907 51) 7 C01B 39/00 Способ модификации природных неорганических сорбентов / Ергожин Е.Е., Акимбаева А.М., Бектенов Н.А., Джусипбеков У.Ж., Каппар Б.К., Габдулина Ю.Р., Базилбаев С.М., Садвокасова А.Б., опубл. 15.10.2004.

15. Yerbolov S. Waste Water Purification from Metal Ions by Ultra-Dispersed Natural Sorbents / S. Yerbolov , G. Daumova // Journal of Ecological Engineering. – 2022. – № 23(1). – Р. 43-50. https://doi.org/10.12911/22998993/143867.

16. РД Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши, под ред. А.Д. Семенова. Л., Гидрометеоиздат, 1977 – 345 с.

17. Хумарбекулы Е. Исследование сорбции ионов тяжелых металлов сорбентами на основе модифицированных природных цеолитов из промышленных сточных вод // маг. диссертация, Казахский Национальный исследовательский технический университет имени К.И. Сатпаева, 2022. – 60 с.