Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metody usuwania jonów kadmu i ołowiu z roztworów wodnych

Kasprzyk P., Sanak-Rydlewska S.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 94

205--215

PL

W pracy zostaną przedstawione metody eliminacji jonów kadmu i ołowiu z roztworów wodnych. Wśród nich wymiana jonowa staje się coraz popularniejszą metodą usuwania zanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych. Za tą metodą przemawiają: prostota procesu, niska energochłonność oraz możliwość selektywnego rozdziału zanieczyszczeń. Wymieniacz jonowy używany w procesie można wielokrotnie stosować, bowiem można go poddawać regeneracji. Stosowanie kolumn jonowymiennych umożliwia także budowę modułową linii technologicznej oczyszczania ścieków oraz szybką wymianę modułów według potrzeb technologicznych i składu ścieków. Wymianę jonową można rozpatrywać jako proces membranowy, gdzie membraną jest powierzchnia ziarna – będąca selektywnie przepuszczalną dla wymienianych jonów. W artykule przedstawiono badania laboratoryjne dotyczące wpływu wybranych parametrów procesu na wydajność wymiany jonowej dla jonów kadmu i ołowiu. Pierwiastki te według polskiego prawodawstwa uznane są za substancje szczególnie szkodliwe i mają działanie kancero- i mutagenne. Najwyższa koncentracja tych pierwiastków występuje na terenach uprzemysłowionych oraz na terenach miejskich. Mogą one pochodzić z przemysłu metalurgicznego, produkcji baterii i akumulatorów, ze spalania paliw kopalnych lub produkcji tworzyw sztucznych. Emisja kadmu i ołowiu do środowiska wodnego odbywa się poprzez odprowadzanie wód kopalnianych czy ścieków z przemysłu hydrometalurgicznego lub z galwanizerni. Badania własne wskazują, że eliminacja jonów Pb i Cd najkorzystniej zachodzi w roztworach o pH około 4 i utrzymuje się na wysokim poziomie w zakresie kwaśnego środowiska. Jonit Purolite C-160 umożliwia osiągnięcie współczynnika wydzielania (X) około 99% dla kadmu – tabela 1, natomiast współczynnik ten dla jonów ołowiu nie przekracza 97% – tabela 2.

EN

This article presents the methods of cadmium and lead ions removal from aqueous solutions. The ion exchange method is becoming a more and more popular method of removing impurities from wastewater. The main advantages of this method are: process simplicity, low energy consumption and the possibility of the selective separation of pollutants. The ion exchanger used in the process could be regenerated, therefore, it could be used repeatedly. The use of ion-exchange columns also allows for the modular construction of the process line and the rapid replacement of modules according to the technological needs and composition of the wastewater. Ion exchange can be seen as a membrane process in which the grain surface acts as a membrane – which is selectively permeable to the exchanged ions. The article presents laboratory studies on the influence of the ion exchange process parameters on the efficiency of cadmium and lead ion exchange. These elements are suspected of carcinogenicity and teratogenicity, and according to Polish Legislation, are considered to be harmful substances. The highest concentration of these elements occurs in industrialized areas and in urban areas. They may come from the hydrometallurgical industry, the production of batteries and accumulators from the burning of fossil fuels and the production of plastics. The emission of cadmium and lead into the aquatic environment is done through the discharge the mine water and wastewater from the hydrometallurgical industry and from electroplating. Experiments show that the elimination of Pb and Cd ions preferably occurs in aqueous solutions with a pH around 4. Ion exchange resin Purolite C-160 allows a removal coefficient (X) in the range of about 99% for cadmium to be achieved – Table 5.1, while the same coefficient for lead ions does not exceed 97% – Table 5.2.

2

Usuwanie jonów kadmu z jednoskładnikowych roztworów wodnych za pomocą jonitu

Kasprzyk P., Sanak-Rydlewska S.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 6

1171--1175

PL

Przedstawiono wyniki laboratoryjnych badań usuwania jonów kadmu(II) z wodnych roztworów jednoskładnikowych. W badaniach używano wymieniacza jonowego C 160 z grupą sulfonową. Wykonane doświadczenia pozwoliły na określenie najkorzystniejszych parametrów prowadzenia procesu wymiany jonowej dla badanych roztworów.

EN

Cd ions were removed from mono-component aq. solns. (concn. 6–110 mg/dm³, pH 5–7) with an ion exchange resin by a dynamic method (magnetic stirrer, rotation speed 120 rpm, 0.5 g of the resin). The degree of Cd ion removal was mostly over 90%.

3

Removal of lead, cadmium and copper ions from aqueous solutions by using ion exchange resin C 160

Bożęcka A., Orlof-Naturalna M., Sanak-Rydlewska S.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2016

|

T. 32, z. 4

129--139

EN

Industrial waste solutions may contain toxic Pb, Cu, Cd and other metal ions. These ions may also be components of leachates in landfills of ores. The toxicity of the ionic forms of these metals is high. For this reason the paper presents the results of studies on one of the methods to reduce their concentration in aqueous solutions. The article presents the results of studies on the removal of Pb2+, Cd2+ and Cu2+ ions from model aqueous solutions with synthetic ion exchange resin C 160 produced by Purolite. The investigated ion exchanger contains sulfonic acid groups (–SO3H) in its structure and is a strongly acidic cation-exchange resin. The range of the studied initial concentrations of the Pb2+, Cd2+ and Cu2+ ions in the solutions was from 6.25 mg/L to 109.39 mg/L. The results confirmed that the used ion exchange resin C160 efficiently removes the above-mentioned ions from the studied solutions. The highest degree of purification was achieved in lead solutions for the assumed range of concentrations and conditions of the ion exchange process. It reached 99.9%. In the case of other solutions, the ion exchange process occurs with lower efficiency, however it remains high and amounts to over 90% for all the ions. The results of research were interpreted on the basis of the Langmuir adsorption model. For each studied ion, sorption capacity of the ion exchange resin increases until the saturation and equilibrium state is reached. Based on the interpretation of the Langmuir equation coefficients, an indication can be made that the studied ion exchange resin has a major sorption capacity towards the copper ions. In their case, the highest value of constant qmax was obtained in the Langmuir isotherm. For Cu2+ ions it was 468.42 mg/g. For Pb2+ and Cd2+ ions, this parameter reached the values of 112.17 mg/g and 31.76 mg/g, respectively. Ion exchange resin C 160 shows the highest affinity for the Pb2+ ions. In this case, the achieved value of coefficient b is highest and equals 1.437 L/mg.

PL

Roztwory odpadowe zawierające m.in. jony metali Pb, Cu, Cd i inne powstają w przemyśle elektrochemicznej obróbki metali, w przemyśle przeróbki rud metali nieżelaznych, a także mogą być składnikiem odcieków ze składowisk odpadów tych rud. Toksyczność jonowych form tych metali jest znaczna, stąd w pracy podano wyniki badań jednego ze sposobów obniżenia ich koncentracji w roztworach wodnych. W artykule podano wyniki badań dotyczących usuwania jonów Pb2+, Cd2+ i Cu2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą syntetycznej żywicy jonowymiennej C 160 firmy Purolite. Badany jonit zawiera w swojej strukturze grupy sulfonowe (–SO3H) i należy do silnie kwaśnych kationitów. Zakres badanych stężeń początkowych jonów Pb2+, Cd2+ i Cu2+ w roztworach wynosił od 6,25 mg/dm3 d o 109,38 m g/dm3. Otrzymane wyniki potwierdziły, że wykorzystana żywica jonowymienna C160 skutecznie usuwa wymienione jony z badanych roztworów. Dla przyjętego zakresu stężeń i warunków procesu wymiany jonowej, największy stopień oczyszczenia roztworów osiągnięto dla ołowiu. Wynosił on 99,9%. W przypadku pozostałych roztworów wymiana jonowa zachodzi z wydajnością niższą, ale wysoką i wynosi dla wszystkich jonów ponad 90%. Wyniki badań zinterpretowano opierając się na modelu adsorpcji Langmuira. Dla każdego badanego jonu pojemność sorpcyjna jonitu wzrasta, aż do osiągnięcia wysycenia i stanu równowagi. Z interpretacji współczynników równania Langmuira wynika, że badany jonit charakteryzuje się największymi zdolnościami sorpcyjnymi w stosunku do jonów miedzi. W ich przypadku otrzymano największą wartość stałej qmax izotermy Langmuira. Dla jonów Cu2+ wyniosła ona 468,42 mg/g. Dla jonów Pb2+ i Cd2+ parametr ten przyjął odpowiednio wartości 112,17 mg/g i 31,76 mg/g. Jonit C160 wykazuje największe powinowactwo w stosunku do jonów Pb2+. W tym przypadku otrzymana wartość współczynnika b jest największa i równa 1,437 dm3/mg.

4

Sorption of Cd2+ ions from aqueous solutions on organic wastes

Bożęcka A., Sanak-Rydlewska S.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 3

677--686

EN

This article presents the results of research on the Cd2+ ions sorption from model aqueous solutions on sunflower hulls, walnut shells and plum stones. The effect of various factors, such as mass of the natural sorbent, the pH, the time and the temperature was studied. The process of Cd2+ ions sorption on studied sorbents was described by the Langmuir model. The best sorption capacity has been achieved for sunflower hulls. The maximum sorption capacity for this material was 19.93 mg/g.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, które dotyczyły usuwania jonów Cd2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą odpadów organicznych, takich jak: łuski słonecznika, łupiny orzecha włoskiego i pestki śliwek. Wykazano, iż badane materiały mogą być skutecznie wykorzystywane do usuwania jonów Cd2+ z modelowych roztworów wodnych w układach jednoskładnikowych. Dla badanego zakresu stężeń i przyjętych warunków procesu sorpcji w układach jednoskładnikowych, największą wydajność sorpcji jonów Cd2+, osiągnięto dla łuszczyn słonecznika. Wyniosła ona 81,75-93,02%. Dla pozostałych materiałów sorpcja jest nieco niższa, ale również zadowalająca. W pracy podano interpretację otrzymanych wyników w oparciu o jeden z najpopularniejszych modeli izoterm adsorpcji − Langmuira, który potwierdził, iż najlepszym sorbentem jonów Cd2+, spośród badanych, są łuszczyny słonecznika. Materiał ten cechuje się największą wartością parametrów qmax i b izotermy Langmuira. W tym przypadku stała qmax, wyrażająca pojemność monowarstwy, przyjęła wartość 19,93 mg/g, a parametr b, określający powinowactwo do usuwanych jonów wynosi 0,2264 dm3/mg (Rys. 5, Tab. 1). Udowodniono również, że proces sorpcji jonów Cd2+ na badanych sorbentach organicznych zależy od masy sorbentu. Dla wszystkich materiałów stopień usunięcia jonów Cd2+ z roztworów wodnych rośnie ze wzrostem masy sorbentu, aż do uzyskania maksimum przy naważce 0,5 g (Rys. 1). Otrzymane wyniki potwierdzają ścisłą zależność między wartością pH oczyszczanych roztworów, a skutecznością usuwania jonów Cd2+ na badanych sorbentach. We wszystkich przypadkach maksimum sorpcji osiągnięto przy pH równym 4,0. Wydajność procesu sorpcji w roztworach o pH poniżej i powyżej 4,0 jest niższa (Rys. 2). Badania kinetyki sorpcji wskazują, iż równowaga badanych procesów ustala się po 60 minutach (Rys. 3). Wykazano również, że dla wszystkich badanych materiałów, wraz ze wzrostem temperatury w zakresie od 293 K do 313 K następuje obniżenie ich zdolności sorpcyjnych (Rys. 4).

5

Analiza regresji izoterm sorpcji jonów miedzi i kadmu na iłach smektytowych

Kyzioł-Komosińska J., Pająk M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2009

|

nr 436, z. 9/2

309-316

PL

Przeprowadzono badania sorpcji jonów Cd(II) i Cu(II) na cząstkach iłu smektytowego. Do interpretacji wyników zastosowano izotermę Langmuira i Freundlicha. Parametry w równaniach oszacowano stosując metodę regresji liniowej i nieliniowej oraz metodę regresji liniowej dla dwóch zakresów stężeń początkowych jonów metali w roztworze. Najlepsze wyniki osiągnięto stosując metodę regresji nieliniowej lub metodę regresji liniowej dla dwóch zakresów stężeń początkowych jonów metali.

EN

The sorption of Cd(II) and Cu(II) ions onto smectite clays was studied. Equilibrium isotherms were analyzed using the Langmuir and Freundlich isotherms. A comparison between a linear and non-linear method of estimating the isotherm parameters was made. The results show that the non-linear and linear methods in two ranges of initial metal concentrations could be the best way to obtain the parameters.

6

Effect of Pb(II) and Cd(II) ions on sorption of platinum(IV) ions in the loess soil

Bojanowska M.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2005

|

Vol. 12, nr 4

347-352

EN

The effect of lead and cadmium ions on sorption of platinum ions in the loess soil was described. The soil samples were treated with platinum ions solutions in the form of PtCl4 containing 20, 40 and 200 mg Pt(IV) . dm[to -3] as well as in the combination with 100 mg Pb(II) . dm[to -3] and 50 mg Cd(II) . dm[to -3] and incubated at the two temperatures 5 and 20°C during 1,2,3,4,5 and 6 months. The Pt(lV) ions content was determined in the filtrates by means of voltamperometric method, with additional concentration. Pb(II) and Cd(II) ions inhibited Pt(IV) ions sorption significantly in the loess soil.

PL

Badano wpływ jonów ołowiu i kadmu na sorpcje jonów platyny w glebie lessowej. Próbki glebowe traktowano roztworami jonów platyny w postaci PtC4 zawierającymi 20, 40 i 200 mg Pt(IV) . dm[do -3] oraz w kombinacjach z 100 mg Pb(II) . dm[do -3] i 50 mg Cd(II). Dm[do -3] i inkubowano w dwóch temperaturach 5 i 20°C w czasie I, 2, 3, 4, 5 i 6 miesięcy. Zawartość jonów Pt(IV) oznaczono w przesączach metodą woltamperometrii z zatężaniem. Stwierdzono, że jony: Pb(II) i Cd(II) w znacznym stopniu ograniczały sorpcję jonów Pt(IV) w glebie lessowej.

7

Zastosowanie amin do wydzielania jonów cynku i kadmu za pomocą ekstrakcji i ciekłych membran

Kozłowski C. A., Jabłońska J.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 1

27-34