Влияние минерализатора и продолжительности синтеза на сорбционные свойства ситинакита и иванюкита

Влияние минерализатора и продолжительности синтеза на сорбционные свойства ситинакита и иванюкита

Автор: Перовский И.А., Паникоровский Т.Л., Шушков Д.А.

Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 3 (351), 2024 года.

Бесплатный доступ

На основе отходов обогащения кварц-лейкоксенового концентрата (Ярегское месторождение, Республика Коми) автоклавным способом синтезированы титаносиликаты со структурой ситинакита и иванюкита. Установлено, что при использовании смеси минерализатора КОН и NaOН в концентрации 0.15 и 1 моль/л соответственно формируется К-Na-ситинакит. При концентрации 0.45 моль/л для КОН и 0.7 моль/л для NaOН кристаллизуется иванюкит. Полученные титаносиликаты характеризуются высокой сорбционной активностью в отношении катионов Sr2+ и Сs+. Сорбционная емкость К-Na-ситинакита и иванюкита по Sr составила 95-110 и 102-114 мг/г соответственно. Сорбционная емкость по Cs+ для К-Na-ситинакита составляет 240 мг/г, для иванюкита значительно выше - 370-380 мг/г. Показано, что различия в сорбционной емкости К-Na-ситинакита и иванюкита обусловлены особенностями кристаллической структуры.

Еще

Титаносиликаты, ситинакит, иванюкит, сорбция, cs, sr

Короткий адрес: https://sciup.org/149145599

IDR: 149145599   |   DOI: 10.19110/geov.2024.3.3

Список литературы Влияние минерализатора и продолжительности синтеза на сорбционные свойства ситинакита и иванюкита

  • Андреев А. А., Дьяченко А. Н., Крайденко Р. И. Фтороаммонийный способ переработки ильменита // Химическая промышленность сегодня. 2007. № 9. С.13–17.
  • Andreev A. A., Dyachenko A. N., Kraidenko R. I. Fluoroammonium method for processing ilmenite. Chemical industry today, 2007, No. 9, pp. 13–17. (in Russian)
  • Игнатьев В. Д., Бурцев И. Н. Лейкоксен Тимана: минералогия и проблемы технологии. СПб.: Наука, 1997. 213 с.
  • Ignatiev V. D., Burtsev I. N. Timan leucoxene: mineralogy and problems of technology. St. Petersburg: Nauka, 1997, 213 p. (in Russian)
  • Карелин В. А., Карелин А. И. Фторидная технология переработки концентратов редких металлов. Томск: Изд-во НТЛ, 2004. 221 с.
  • Karelin V. A., Karelin A. I. Fluoride technology for processing rare metal concentrates. Tomsk: NTL Publishing House, 2004, 221 p. (in Russian)
  • Конык О. А. Сернокислотное разложение продуктов обогащения лейкоксенового сырья // Науч. докл. Коми фил. АН СССР: Сер. препр. 1985. № 35. 29 с.
  • Konyk O. A. Sulfuric acid decomposition of leucoxene raw material enrichment products. Preprint series, scientific reports of Komi Branch of USSR AS, 1985, No. 35, 29 p. (in Russian)
  • Крысенко Д. Г., Эпов М. А., Медков Г. Ф. Комплексная переработка перовскитового концентрата по фторидной технологии // Вестник ДВО РАН. 2015. № 4. С. 113–117.
  • Krysenko D. G. , Epov M. A., Medkov G. F. Complex processing of perovskite concentrate using fluoride technology. Bulletin of the Far Eastern Branch RAS, 2015, No. 4, pp. 113–117. (in Russian)
  • Сысолятин С. А., Маркова A. A., Федорова М. Н. Обогащение лейкоксено-сидеритовых песчаников комбинированным флотационно-автоклавным методом // Комбинированные методы обогащения полезных ископаемых. М.: Изд-во АН СССР, 1969. С. 4–8.
  • Sysolyatin S. A., Markova A. A., Fedorova M. N. Enrichment of leucoxene-siderite sandstones using a combined flotation- autoclave method. Combined methods of mineral processing. Moscow: Publishing House of USSR AS, 1969, pp. 4–8. (in Russian)
  • Anisonyan K. G., Sadyhov G. B., Olyunina T. V., Goncharenko T. V., Leon L. I. Magnetizing roasting of leucoxene concentrate // Russian Metallurgy (Metally). 2011. 7, 656–659. doi:10.1134/s0036029511070020
  • Celestian A. J., Powers M., Rader, S. In situ Raman spectroscopic study of transient polyhedral distortions during cesium ion exchange into sitinakite. American Mineralogist. 2013. 98(7), 1153–1161. doi:10.2138/am.2013.4349
  • Clearfield A., Bortun L., Bortun A. Alkali metal ion exchange by the framework titanium silicate M2Ti2O3SiO4·nH2O (M=H, Na) // Reactive and Functional Polymers. 2000, 43(1-2), 85–95. doi:10.1016/s1381-5148(99)0000
  • Demyanova L. P., Rimkevich V. S., Buynovskiy, A. S. Elaboration of nanometric amorphous silica from quartz-based minerals using the fluorination method // Journal of Fluorine Chemistry. 2011, 132(12), 1067–1071. doi:10.1016/j.jfluchem.2011.06.003
  • Ferdov S., Lin Z., Sá Ferreira R. A., & Correia M. R. Hydrothermal synthesis, structural, and spectroscopic studies of vanadium substituted ETS-4 // Microporous and Mesoporous Materials. 2008, 110(2-3), 436–441. doi:10.1016/j.micromeso.2007.06.032
  • Grass V., Istomin P., Nazarova L. X-ray diffraction refinement of the crystal structure of anosovite prepared from leucoxene // Crystal Research and Technology. 2009, 44 (1), 117–122. doi:10.1002/crat.200800213
  • Ignatyev I. S., Montejo M., & López González J. J. Structure and Vibrational Spectra of Ti(IV) Hydroxides and Their Clusters with Expanded Titanium Coordination. DFT Study // The Journal of Physical Chemistry A. 2007, 111(32), 7973–7979. doi:10.1021/jp073423x
  • Istomin P., Nadutkin A., Grass, V. Fabrication of Ti3SiC2-based composites from titania-silica raw material // Materials Chemistry and Physics. 2015, 162, 216–221. doi:10.1016/j.matchemphys.2015.05.060
  • Istomin P. V., Belyaev I. M., Istomina E. I., Nadutkin A. V., Grass V. E. Fabrication and characterization of Ti3SiC2-TiB2-(TiC)-SiC composites through carbosilicothermic reduction of leucoxene concentrate // Ceramics International, Part A. 2022, 48 (19), 28480–28488. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2022.06.162.
  • Kostov-Kytin V., Mihailova B., Kalvachev Y., Tarassov M. Atomic arrangements in amorphous sodium titanosilicate precursor powders // Microporous and Mesoporous Materials. 2005, 86(1-3), 223–230. doi:10.1016/j.micromeso.2005.07.024
  • Thommes M., Kaneko K., Neimark A. V. et al. Physisorption of gases, with special reference to the evaluation of surface area and pore size distribution (IUPAC Technical Report) // Pure Appl. Chem. 2015, 87 (9–10), 1051–1069. https://doi. org/10.1515/pac-2014-1117
  • McCusker L. B., Liebau F., Engelhardt G. Nomenclature of structural and compositional characteristics of ordered microporous and mesoporous materials with inorganic hosts // Microporous and Mesoporous Materials. 2003, 58(1), 3–13. doi:10.1016/s1387-1811(02)00545-0
  • Nikolaev A. A., Kirpichev D. E., Samokhin A. V., Nikolaev A. V. Thermo chemical plasma-Arc treatment of leucoxene concentrate // Inorganic Mater. 2017, 8, 406–411. https://doi.org/10.1134/S2075113317030182
  • Pakhomovsky Y. A., Panikorovskii T. L., Yakovenchuk V. N., Ivanyuk G. Y., Mikhailova J. A., Krivovichev S. V., Kalashnikov A. O. Selivanovaite, NaTi3(Ti, Na, Fe, Mn)4[(Si2O7)2O4(OH, H2O)4] · nH2O, a new rock-forming mineral from the eudialyte-rich malignite of the Lovozero alkaline massif (Kola Peninsula, Russia) // European Journal of Mineralogy. 2018, 30(3), 525–535. doi:10.1127/ejm/2018/0030-2740
  • Perovskiy I. А., Burtsev I. N., Ponaryadov A. V., Smorokov A. A. Ammonium fluoride roasting and water leaching of leucoxene concentrates to produce a high grade titanium dioxide resource (of the Yaregskoye deposit, Timan, Russia) // Hydrometallurgy. 2022. 210. P. 105858. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2022.105858
  • Perovskiy I. A., Khramenkova E. V., Pidko E. A., Krivoshapkin P. V., Vinogradov A. V., Krivoshapkina E. F. Efficient extraction of multivalent cations from aqueous solutions into sitinakite- based sorbents // Chemical Engineering Journal. 2018, 354, 727–739. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.030
  • Perovskiy I. A., Shushkov D. A., Ponaryadov A. V., Panikorov - skii T. L., Krivoshapkin P. V. Controlled reprocessing of leucoxene mconcentrate for environmental friendly production of titanosilicate — An effective sorbent for strontium and cesium ions // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2023, 11(5), 110691. https://doi.org/10.1016/j.jece.2023.110691.
  • Perovskiy I. A., Yanicheva N. Y., Stalyugin V. V., Panikorovskii T. L., Golov A. A. Sorption of multivalent cations on titanosilicate obtained from natural raw materials. The mechanism and thermodynamics of sorption // Microporous Mesoporous Mater. 2021, 311, 110716. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2020.110716.
  • Sadykhov G. B., Zablotskaya Y. V., Anisonyan K. G., Olyunina T. V. Combined use of the leucoxene ores of the Yarega deposit with the formation of synthetic rutile and Wollastonite and the recovery of rare and rare-earth elements // Russ Metall. 2016, 11, 1005–1011. https://doi.org/10.1134/S0036029516110136
  • Samburov G. O., Kalashnikova G. O., Panikorovskii T. L., Bocharov V. N., Kasikov A., Selivanova E., Bazai A. V., Bernadskaya D., Yakovenchuk V. N., Krivovichev S. V. A Synthetic Analog of the Mineral Ivanyukite: Sorption Behavior to Lead Cations // Crystals. 2022, 12, 311. https://doi.org/10.3390/cryst12030311
  • Smorokov A., Kantaev A., Bryankin D., Miklashevich A., Kamarou M., Romanovski V. Low-temperature desiliconization of activated zircon concentrate by NH4HF2 solution // Minerals Engineering. 2022, 189, 107909. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2022.107909.
  • Yakovenchuk V., Pakhomovsky Y., Panikorovskii T., Zolotarev A., Mikhailova J., Bocharov V., Ivanyuk G. Chirvinskyite, (Na, Ca)13(Fe, Mn, □)2(Ti,Nb)2(Zr,Ti)3-(Si2O7)4(OH,O,F)12, a New Mineral with a Modular Wallpaper Structure, from the Khibiny Alkaline Massif (Kola Peninsula, Russia) // Minerals. 2019, 9(4), 219. doi:10.3390/min9040219
  • Zabolotskaya Y. V., Sadykhov G. B., Goncharenko T. V., Olyunina T. V., Anisonyan K. G., Tagirov R. K. Pressure leaching of leucoxene concentrate using Ca(OH)2 // Russian Metallurgy (Metally). 2011, 11, 1030–1034. doi:10.1134/s0036029511110115
  • Zanaveskin K. L., Meshalkin V. P. Chlorination of Quartz-Leucoxene Concentrate of Yarega Field // Metallurgical and Materials Transactions B. 2020, 51(2), 906–915. DOI: 10.1007/s11663-020-01810-2
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp