Получение адсорбентов для извлечения тяжелых металлов из сточных вод горнорудной промышленности

Деятельность горно-металлургических предприятий неразрывно связана с потреблением больших количеств воды и соответственно образованием жидких отходов. Приоритетным является решение проблем переработки и рациональной утилизации технологических вод с высоким содержанием ценных компонентов. Это позволяет получать значимый эколого-экономический эффект, то есть приносить прибыль непосредственно предприятиям, экономить материальные ресурсы и снижать нагрузку на окружающую среду в горнопромышленных регионах. Переработка медно-цинковых руд сопровождается формированием металлоносных потоков с широким спектром сопутствующих металлов и неметаллов с низкой концентрацией каждого отдельного компонента и колебаниями рН в широких пределах. Указанные факторы затрудняют выбор рациональной технологии очистки, поэтому предприятиям приходится платить за сверхнормативные металлоносные сбросы в окружающую среду. Тяжелые металлы токсичны, не подвергаются разложению, могут аккумулироваться водными растениями и по пищевой цепи достигать организма человека. Централизованная аккумуляция случайных сбросов, поверхностных и дренажных вод с последующей очисткой для использования в оборотном водоснабжении может решить ряд экологических задач в области охраны водных ресурсов. Адсорбция тяжелых металлов цеолитами на основе недорогих глинистых минералов благодаря простоте процесса, возможности регенерации цеолитов, высокой эффективности ионообмена Cu2+, Zn2+ и Fe2+ с выделением в окружающую среду нетоксичных катионов Na+ является хорошей альтернативой химическому осаждению. Целью настоящей работы является оптимизация условий получения цеолитов на основе каолина и бентонита для очистки сточных вод, образующихся при добыче и переработке руды медно-колчеданно-полиметаллических месторождений. За основу синтеза цеолитов из необогащенной продукции горнодобывающей отрасли принята технология щелочного сплавления бентонита или каолина с гидроксидом натрия. Новизной технологического подхода при получении цеолитов из природных алюмосиликатов по сравнению с опубликованными данными является то, что корректировку химического состава щелочного сплава для синтеза цеолитов с определенной кристаллической структурой осуществляли с помощью отходов суспензии Al2O3-NaAlО2. Щелочной сплав растворяли в воде, фильтровали и подвергали гидротермальной кристаллизации. Изучен фазовый состав цеолитных адсорбентов. В результате сравнения эффективности извлечения тяжелых металлов из модельных растворов были оптимизированы состав массы и условия процессов щелочного плавления, а также режим гидротермальной кристаллизации. Благодаря достигнутой степени извлечения металлов на уровне 95 % из модельных растворов с начальной концентрацией, мг/л: 150 Сu2+, 180 Zn2+ и 125 Fe2+, цеолиты на основе бентонита и каолина могут быть использованы при очистке металлоносных вод.