Сорбируемость меди на бурых углях, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах
4.2.1 Технические характеристики
Были доведены до постоянной массы бурой уголь и сапропели (белгородский и краснодарский). По методике, проведенной в соответствии с ГОСТами: ГОСТ 11022-90, ГОСТ 11306-83, была определена зольность бурого угля и сапропелей и влажность (определена в соответствии с ГОСТом 11305-83. Данные представлены в таблице 6.
Зольность и влажность бурого угля и сапропелей Таблица 6
|
Влажность, % |
Зольность, % |
Органическое вещество, % | |
|
Бурый уголь |
6,9±0,2 |
0,1793±0,0009 |
99,8±0,2 |
|
Сапропель (Белгород) |
3,9±0,1 |
82,8±0,0 |
13,2±0,1 |
|
Сапропель (Краснодар) |
0,023±0,004 |
84,0±0,2 |
16,0±0,2 |
4.2.2 Элементный анализ
Проводили анализ исходных образцов (бурого угля и сапропелей) на содержание углерода, азота и водорода по методу органического анализа. Результаты анализа представлены в таблице 7.
Элементный анализ образцов Таблица 7
|
Сорбент |
Исходная навеска, масс. % daf |
ОМ, масс. % | ||||||
|
С |
Н |
N |
С |
H |
N |
O+S |
H/C | |
|
Бурый уголь |
50,0 |
4,0 |
1,4 |
66,4 |
0,6 |
1,9 |
31,1 |
0,01 |
|
Сапропель (Белгород) |
4,6 |
5,1 |
4,0 |
64,7 |
5,1 |
4,0 |
26,2 |
0,08 |
|
Сапропель (Краснодар) |
3,9 |
0,7 |
0,3 |
28,5 |
0,6 |
1,8 |
69,1 |
0,02 |
4.3 Выделение и характеристики гуминовых кислот
4.3.1 Выделение гуминовых кислот
Методика выделение гуминовых кислот описана в экспериментальной части в пункте [2.3.]. Выход ГК представлен в таблице 9:
Выход гуминовых кислот Таблица 9
|
Название образца |
Выход, мас.% ОМ |
|
Гуминовые кислоты выделенные из сапропеля (Белгород) |
11,2 |
|
Гуминовые кислоты выделенные из бурого угля |
54,9 |
4.3.2 Элементный анализ
По гостовским условиям был произведен элементный анализ на определение содержания углерода, азота и водорода гуминовых кислот, выделенных из сапропеля и бурого угля.
Элементный анализ образцов Таблиуа 9.1
|
Сорбент |
Исходная навеска, масс. % daf |
ОМ, масс. % | ||||||
|
С |
H |
N |
С |
H |
N |
O+S |
H/C | |
|
ГК из бурого угля |
38,4 |
3,4 |
1,0 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
ГК из сапропеля (белг.) |
42,7 |
3,4 |
2,6 |
64,7 |
5,1 |
4,0 |
26,2 |
0,08 |
Исходя из результатов гуминовые кислоты, выделенные из бурого угля и белгородского сапропеля близки по элементному анализу.
4.3.3 ИК-спектры ГК
Проведен анализ снятия данных по ИК-спектроскопии гуминовых кислот, выделенных из бурого угля и белгородского сапропеля.
Рисунок 2.ИК-спектр гуминовых кислот, выделенных их сапропеля
Рисунок 3.ИК-спектр гуминовых кислот, выделенных из бурого угля
Соотношение интенсивностей полос для гуминовых кислот Таблица 10
|
Образец |
ICOOH (1700) |
IOH (3400) |
ICOOH/ IOH |
|
Гуминовые кислоты из сапропеля (Белгород) |
85,297 |
78,142 |
1,0916 |
|
Гуминовые кислоты из бурых углей |
86,584 |
85,444 |
1,0133 |
Из приведенных результатов видно, что отношение интенсивностей карбоксильных и гидроксильных групп гуминовых кислот, выделенных из белгородского сапропеля и бурого угля имеют близкие значения.
4.4 Изучение кинетики сорбции меди на буром угле и белгородском сапропеле
В качестве природных сорбентов были использованы бурый уголь и белгородский сапропель. Изучение зависимости изменения рН и концентрации раствора меди от времени проводили при контакте навеске сорбента (m=0,5;2 г сорбента) с концентрацией меди 1 мг/мл (Vр-ра=50;250 мл исходного раствора).
Результаты экспериментов представлены в таблицах и в виде кинетических кривых.
На основании полученных данных были рассчитаны величины сорбируемости меди (по формуле 1) в статических условиях на природных сорбентах.
Данные для построения кинетических кривых на буром угле при соотношение объема раствора к массе сорбента 250/2
Таблица 11
|
№ |
Время, мин |
pH |
Оптическая плотность, A |
Концентрация меди, С, мг/мл |
Сорбируемость, Г, мгэкв/г |
|
1. |
0 |
4,923 |
0,305 |
1,0549 |
- |
|
2. |
5 |
4,507 |
0,230 |
0,7575 |
0,9473 |
|
3. |
10 |
4,263 |
0,167 |
0,5080 |
1,9219 |
|
4. |
15 |
4,090 |
0,123 |
0,3335 |
2,6035 |
|
5. |
20 |
4,020 |
0,097 |
0,2305 |
3,0059 |
|
6. |
25 |
4,010 |
0,084 |
0,1790 |
3,2070 |
|
7. |
60 |
4,010 |
0,078 |
0,1550 |
3,3008 |
