Możliwości wykorzystania procesu wymiany jonowej na sorbentach do oczyszczania wodnych roztworów z jonów metali toksycznych

Roztwory odpadowe zawierające m.in. jony metali Pb, Cd i Cu i in. powstają w przemyśle elektrochemicznej obróbki metali, w przemyśle przeróbki rud metali nieżelaznych, a także mogą być składnikiem odcieków ze składowisk odpadów po przeróbce rud. Toksyczność jonowych form wymienionych metali jest znaczna, dlatego w pracy skupiono się na badaniu sposobów obniżenia ich koncentracji w roztworach wodnych. W artykule podano wyniki dotyczące usuwania jonów Pb2+ , Cd2+ i Cu2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą wybranych jonitów syntetycznych firmy Purolite (C160, S920) oraz sorbentu naturalnego (łuszczyny słonecznika). W przypadku jonitów największe wartości współczynnika wydzielania osiągnięto dla jonów Pb 2+ na jonicie C160. Jego maksymalna wartość wyniosła 99,9%. Łuszczyny słonecznika są równie skuteczne w usuwaniu jonów Pb2+ . Współczynnik wydzielania tych jonów za pomocą słonecznika osiągnął maksymalną wartość równą 96,3%. Wyniki badań zinterpretowano opierając się na modelu adsorpcji Langmuira. Badane jonity charakteryzują się największymi zdolnościami sorpcyjnymi w stosunku do jonów miedzi (wartość parametru q max wyniosła około 468,4 mg/g dla jonitu C160 i 412,9 mg/g dla jonitu S920). Największą wartość powinowactwa (wartość współczynnika b) osiągnięto dla jonitu C160 i jonów ołowiu (ok. 1,44 dm3 /mg). Z otrzymanych danych wynika, że jonity C160 i S920 oraz łuszczyny słonecznika są skutecznymi wymieniaczami badanych jonów metali dwuwartościowych. Zaletą zastosowanej metody jest możliwość regeneracji użytych wymieniaczy i ponownego ich zastosowania oraz odzysku badanych jonów metali z zatężonych eluatów. Łuszczyny słonecznika są materiałem konkurencyjnym dla badanych żywic syntetycznych, ponieważ są tanie i ogólnodostępne. Dodatkowo istnieje możliwość zwiększania ich zdolności sorpcyjnych poprzez modyfikację powierzchni.

Waste solutions containing, among others: Pb, Cu, Cd and other metal ions are generated by the industry of electrochemical metalworking, as well as by the processing of non-ferrous metal ores. They may also be a component of eluates from ore waste dumps. The toxicity of ionic forms of the abovementioned metals is substantial; therefore this paper focuses on investigating the methods of reducing their concentration in aqueous solutions. This paper reports on the removal results of Pb2+ , Cd2+ and Cu2+ ions from model aqueous solutions using seected artificial ion exchangers (ionites) by the Purolite company (C160, S920) as well as a natural sorbent (sun- flower hulls). The highest values of the emission coefficient were achieved for Pb2+ ions on C160 ion exchange resin (ionite). The maximum value amounted to 99.9%. Sunflower hulls are equally effective in removing Pb2+ ions. The emission coefficient of these ions by using sunflower hulls achieved a maximum value equal to 96.3%. The research results were interpreted according to the Langmuir adsorption model. The studied ion exchange resins have a major sorption capacity towards the copper ions (the value of the parameter q max was 468.42 mg/g for C160 ion exchange resin and 412.9 mg/g for S920 ion exchange resin). The highest affinity (the value of coefficient b) was achieved for C160 ion exchange resin and for the lead ions (about 1,44 dm3 /mg). The obtained results show that the C160 and S920 ion exchanger as well as sunflower hulls are efficient exchangers of studied divalent metal ions. The possibility of regenerating used exchangers and to reuse them as well as salvage the studied metal ions from tightened eluates are unquestioned advantages of the used method. Sunflower hulls constitute a competitive material for the studied synthetic resins, mainly because they are inexpensive and easily obtainable. Additionally, there is a possibility to increase their sorption capabilities by surface modification.