Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран
Исследовано влияние комплексообразователей: динатриевых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и нитрилотриуксусной кислоты (НТА),уксусной кислоты (НАс), фульвокислот (ФК), карбоната натрия ( Na2CO3 ) на сорбцию U(VI) монтмориллонитом. Установлен сложный характер зависимости величин сорбции...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2007
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5493 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран / А.А. Боголепов, Г.Н. Пшинко, Б.Ю. Корнилович // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-5493 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Боголепов, А.А. Пшинко, Г.Н. Корнилович, Б.Ю. 2010-01-22T13:56:52Z 2010-01-22T13:56:52Z 2007 Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран / А.А. Боголепов, Г.Н. Пшинко, Б.Ю. Корнилович // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0204-3556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5493 544.723.2:(546.791.6+552.52) Исследовано влияние комплексообразователей: динатриевых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и нитрилотриуксусной кислоты (НТА),уксусной кислоты (НАс), фульвокислот (ФК), карбоната натрия ( Na2CO3 ) на сорбцию U(VI) монтмориллонитом. Установлен сложный характер зависимости величин сорбции U(VI) от рН в присутствии комплексообразователей, что указывает на определяющую роль форм нахождения урана в очищаемыхводах. По величине влияния на процесс сорбции U(VI) монтмориллонитом исследованные комплексообразователи можно расположить в ряд: ЭДТА >НТА > Na2CO3 > HAc > ФК. Досліджено вплив комплексоутворювачів: динатрієвих солей етилендиамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА) та нітрилотриоцтовоїкислоти (НТА), оцтової кислоти (НАс), фульвокислот (ФК), карбонату натрію (Na2CO3) на сорбцію U(VI) монтморилонітом. Встановлено складний характер залежності величин сорбції U (VI) від рН в присутності комплексоутворювачів, що вказує на визначальну роль форм знаходження урану y водах, що підлягають очистці. За величиною впливу на процес сорбції U(VI) монтморилонітом досліджені комплексоутворювачіможно розташувати в ряд: ЕДТА > НТА > Na2CO3 > HAc > ФК. Effect of complexing agents: ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA) and nitrilotriacetic acid (NTA) disodium salts, acetic acid (HAc), fulvic acids (FA), sodium carbonate (Na2CO3) on the uranium (VI) sorption by montmorillonite was investigated. Complex character of dependence of uranium (VI) sorption values vs. pH in presence of complexing agents was established indicating important role of uranium species in waters under purification. It is possible to arrange complexing agents investigated according to magnitude of their effect on the uranium (VI) sorption by montmorillonite: EDTA > NTA > Na2CO3 > HAc > FA. ru Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України Физическая химия процессов обработки воды Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран Effect of complexing agents on the sorption purification processes of uranium containing waters Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| spellingShingle |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран Боголепов, А.А. Пшинко, Г.Н. Корнилович, Б.Ю. Физическая химия процессов обработки воды |
| title_short |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| title_full |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| title_fullStr |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| title_full_unstemmed |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| title_sort |
влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран |
| author |
Боголепов, А.А. Пшинко, Г.Н. Корнилович, Б.Ю. |
| author_facet |
Боголепов, А.А. Пшинко, Г.Н. Корнилович, Б.Ю. |
| topic |
Физическая химия процессов обработки воды |
| topic_facet |
Физическая химия процессов обработки воды |
| publishDate |
2007 |
| language |
Russian |
| publisher |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of complexing agents on the sorption purification processes of uranium containing waters |
| description |
Исследовано влияние комплексообразователей: динатриевых солей этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и нитрилотриуксусной кислоты (НТА),уксусной кислоты (НАс), фульвокислот (ФК), карбоната натрия ( Na2CO3 ) на сорбцию U(VI) монтмориллонитом. Установлен сложный характер зависимости величин сорбции U(VI) от рН в присутствии комплексообразователей, что указывает на определяющую роль форм нахождения урана в очищаемыхводах. По величине влияния на процесс сорбции U(VI) монтмориллонитом исследованные комплексообразователи можно расположить в ряд: ЭДТА >НТА > Na2CO3 > HAc > ФК.
Досліджено вплив комплексоутворювачів: динатрієвих солей етилендиамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА) та нітрилотриоцтовоїкислоти (НТА), оцтової кислоти (НАс), фульвокислот (ФК), карбонату натрію (Na2CO3) на сорбцію U(VI) монтморилонітом. Встановлено складний характер залежності величин сорбції U (VI) від рН в присутності комплексоутворювачів, що вказує на визначальну роль форм знаходження урану y водах, що підлягають очистці. За величиною впливу на процес сорбції U(VI) монтморилонітом досліджені комплексоутворювачіможно розташувати в ряд: ЕДТА > НТА > Na2CO3 > HAc > ФК.
Effect of complexing agents: ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA) and nitrilotriacetic acid (NTA) disodium salts, acetic acid (HAc), fulvic acids (FA), sodium carbonate (Na2CO3) on the uranium (VI) sorption by montmorillonite was investigated. Complex character of dependence of uranium (VI) sorption values vs. pH in presence of complexing agents was established indicating important role of uranium species in waters under purification. It is possible to arrange complexing agents investigated according to magnitude of their effect on the uranium (VI) sorption by montmorillonite: EDTA > NTA > Na2CO3 > HAc > FA.
|
| issn |
0204-3556 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/5493 |
| citation_txt |
Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки вод, содержащих уран / А.А. Боголепов, Г.Н. Пшинко, Б.Ю. Корнилович // Химия и технология воды. — 2007. — Т. 29, № 1. — С. 18-26. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT bogolepovaa vliâniekompleksoobrazovateleinaprocessysorbcionnoiočistkivodsoderžaŝihuran AT pšinkogn vliâniekompleksoobrazovateleinaprocessysorbcionnoiočistkivodsoderžaŝihuran AT kornilovičbû vliâniekompleksoobrazovateleinaprocessysorbcionnoiočistkivodsoderžaŝihuran AT bogolepovaa effectofcomplexingagentsonthesorptionpurificationprocessesofuraniumcontainingwaters AT pšinkogn effectofcomplexingagentsonthesorptionpurificationprocessesofuraniumcontainingwaters AT kornilovičbû effectofcomplexingagentsonthesorptionpurificationprocessesofuraniumcontainingwaters |
| first_indexed |
2025-11-24T07:41:54Z |
| last_indexed |
2025-11-24T07:41:54Z |
| _version_ |
1850843718021545984 |
| fulltext |
18 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
ÓÄÊ 544.723.2:(546.791.6+552.52)
À.À. Áîãîëåïîâ, Ã.Í. Ïøèíêî, Á.Þ. Êîðíèëîâè÷
ÂËÈßÍÈÅ ÊÎÌÏËÅÊÑÎÎÁÐÀÇÎÂÀÒÅËÅÉ ÍÀ
ÏÐÎÖÅÑÑÛ CÎÐÁÖÈÎÍÍÎÉ Î×ÈÑÒÊÈ ÂÎÄ,
ÑÎÄÅÐÆÀÙÈÕ ÓÐÀÍ
Èññëåäîâàíî âëèÿíèå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé: äèíàòðèåâûõ ñîëåé ýòèëåíäè-
àìèíòåòðàóêñóñíîé êèñëîòû (ÝÄÒÀ) è íèòðèëîòðèóêñóñíîé êèñëîòû (ÍÒÀ),
óêñóñíîé êèñëîòû (ÍÀñ), ôóëüâîêèñëîò (ÔÊ), êàðáîíàòà íàòðèÿ ( Na2CO3 ) íà
ñîðáöèþ U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì. Óñòàíîâëåí ñëîæíûé õàðàêòåð çàâèñè-
ìîñòè âåëè÷èí ñîðáöèè U(VI) îò ðÍ â ïðèñóòñòâèè êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé,
÷òî óêàçûâàåò íà îïðåäåëÿþùóþ ðîëü ôîðì íàõîæäåíèÿ óðàíà â î÷èùàåìûõ
âîäàõ. Ïî âåëè÷èíå âëèÿíèÿ íà ïðîöåññ ñîðáöèè U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì èñ-
ñëåäîâàííûå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëè ìîæíî ðàñïîëîæèòü â ðÿä: ÝÄÒÀ >
ÍÒÀ > Na2CO3 > HAc > ÔÊ.
Äëÿ î÷èñòêè ðàäèîàêòèâíî çàãðÿçí¸ííûõ âîä, îáðàçóþùèõñÿ ïðè ðà-
áîòå ïðåäïðèÿòèé ÿäåðíî-òîïëèâíîãî öèêëà (ßÒÖ), îäíèì èç ñàìûõ ðàñ-
ïðîñòðàí¸ííûõ, íàðÿäó ñ êîàãóëÿöèåé, ÿâëÿåòñÿ ñîðáöèîííûé ñïîñîá
î÷èñòêè âîäû.  êà÷åñòâå ñîðáåíòîâ ïðèìåíÿþòñÿ ìàòåðèàëû íà îñíîâå
ïðèðîäíîãî ñèëèêàòíîãî ñûðüÿ (â ÷àñòíîñòè ñëîèñòûõ ñèëèêàòîâ) èç-çà
åãî äîñòóïíîñòè è îòíîñèòåëüíîé äåøåâèçíû [1].
Õàðàêòåðíîé ÷åðòîé ñòî÷íûõ âîä ïðåäïðèÿòèé ßÒÖ ÿâëÿåòñÿ íàëè-
÷èå â íèõ ðàçëè÷íûõ êîìïëåêñîîáðàçóþùèõ ðåàãåíòîâ: íèòðèëîòðèóê-
ñóñíîé êèñëîòû (ÍÒÀ), ýòèëåíäèàìèíòåòðàóêñóñíîé êèñëîòû (ÝÄÒÀ),
Na2CO3, èñïîëüçóþùèõñÿ â äåçàêòèâàöèîííûõ ðàñòâîðàõ äëÿ óäàëåíèÿ
ðàäèîàêòèâíûõ âåùåñòâ [2], ÷òî ìîæåò ñóùåñòâåííî ïîâëèÿòü íà ñòå-
ïåíü ñîðáöèîííîé î÷èñòêè çàãðÿçí¸ííûõ âîä.
Îäíèì èç íàèáîëåå îïàñíûõ ðàäèîíóêëèäîâ, ïðèñóòñòâóþùèõ â ñòî÷-
íûõ âîäàõ, ÿâëÿåòñÿ U(VI) – åñòåñòâåííûé ðàäèîíóêëèä ñ áîëüøèì ïå-
ðèîäîì ïîëóðàñïàäà, õèìèÿ êîòîðîãî â âîäíûõ ðàñòâîðàõ õàðàêòåðèçó-
åòñÿ ñëîæíîñòüþ èç-çà åãî ñêëîííîñòè ê ïîëèìåðèçàöèè è îáðàçîâàíèþ
êîìïëåêñíûõ ñîåäèíåíèé ñ îðãàíè÷åñêèìè è íåîðãàíè÷åñêèìè ëèãàíäà-
ìè [3].
Öåëü äàííîé ðàáîòû – èçó÷åíèå âëèÿíèÿ ðåàêöèé êîìïëåêñîîáðà-
çîâàíèÿ ÝÄÒÀ, ÍÒÀ, Na2CO3, ôóëüâîêèñëîò (ÔÊ) è óêñóñíîé êèñëîòû
(HAc) ñ U(VI) íà ïðîöåññû åãî ñîðáöèè îäíèì èç íàèáîëåå òèïè÷íûõ
ñëîèñòûõ ñèëèêàòîâ – ìîíòìîðèëëîíèòîì.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Îáúåêòîì èññëåäîâàíèÿ ñëóæèëè î÷èùåí-
íûå îò ïðèìåñåé îáðàçöû ïðèðîäíîãî ìîíòìîðèëëîíèòà ×åðêàññêîãî
À.À. ÁÎÃÎËÅÏÎÂ, Ã.Í. ÏØÈÍÊÎ, Á.Þ. ÊÎÐÍÈËÎÂÈ×, 2007
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 19
ìåñòîðîæäåíèÿ. Äëÿ ïðèãîòîâëåíèÿ èñõîäíûõ ðàñòâîðîâ óðàíà èñïîëüçî-
âàëè ñîëü UO2SO4 · 3H2O. ÔÊ áûëè âûäåëåíû èç äîííûõ îòëîæåíèé Ñâÿ-
òîøèíñêèõ îçåð (ã. Êèåâ) ïî ìåòîäèêå [4]. Ñîäåðæàíèå â íèõ êèñëîòíî-
îñíîâíûõ ãðóïï, îïðåäåë¸ííîå ìåòîäîì ïîòåíöèîìåòðè÷åñêîãî
òèòðîâàíèÿ, ñîñòàâèëî 12,0 ììîëü/ã. Èîííóþ ñèëó ðàñòâîðîâ (0,01) óñòà-
íàâëèâàëè ñ ïîìîùüþ NaClO4. Ñîðáöèþ óðàíà ïðîâîäèëè â ñòàòè÷åñêèõ
óñëîâèÿõ ïðè íåïðåðûâíîì âñòðÿõèâàíèè â òå÷åíèå îäíîãî ÷àñà (îáú¸ì
âîäíîé ôàçû – 50 ñì3, ìàññà íàâåñêè ïîðîøêîîáðàçíîãî ìèíåðàëà – 0, 200
ã, êîíöåíòðàöèÿ óðàíà â ñîðáöèîííûõ ýêñïåðèìåíòàõ – 1·10-4 ìîëü/äì3).
Ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ àäñîðáöèîííîãî ðàâíîâåñèÿ âîäíóþ ôàçó îòäåëÿëè
öåíòðèôóãèðîâàíèåì (5000 îá/ìèí) è îïðåäåëÿëè â íåé ðàâíîâåñíóþ êîí-
öåíòðàöèþ U(VI) ñïåêòðîôîòîìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì ñ àðñåíàçî III ïðè λ =
670 íì [5]. Âåëè÷èíû ñîðáöèè óðàíà íàõîäèëè â çàâèñèìîñòè îò çíà÷åíèÿ
ðÍðàâí, èçìåðåííîãî ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ àäñîðáöèîííîãî ðàâíîâåñèÿ.
Âåëè÷èíó ñîðáöèè (as), ìêìîëü/ã ðàññ÷èòûâàëè ïî ôîðìóëå
mVССaS )( P0 −= ,
ãäå Ñ0, ÑÐ – èñõîäíàÿ è ðàâíîâåñíàÿ êîíöåíòðàöèÿ óðàíà, ìêìîëü/äì3; V –
îáú¸ì âîäíîé ôàçû, äì3; m – íàâåñêà ìèíåðàëà, ã.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå. Äëÿ èçó÷åíèÿ âëèÿíèÿ êîìïëåêñîîá-
ðàçóþùèõ àãåíòîâ íà ïðîöåññû ñîðáöèè U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì
ðàñc÷èòàíî îòíîñèòåëüíîå ñîäåðæàíèå ðàçëè÷íûõ ôîðì óðàíà â ðàñòâî-
ðå â çàâèñèìîñòè îò ðÍ ñðåäû ñ èñïîëüçîâàíèåì èçâåñòíûõ çíà÷åíèé êîí-
ñòàíò óñòîé÷èâîñòè êîìïëåêñíûõ ñîåäèíåíèé U(VI) (òàáëèöà). Ðåçóëüòà-
òû ðàñ÷¸òîâ äëÿ íàèáîëåå õàðàêòåðíûõ çíà÷åíèé êîíöåíòðàöèé
êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé ïðèâåäåíû íà ðèñ.1.
Ôîðìû íàõîæäåíèÿ U(VI) â ðàñòâîðå. Èç ðèñ.1, à âèäíî, ÷òî ïðè êîí-
öåíòðàöèè 1·10-4 Ì U(VI) â âîäíûõ ðàñòâîðàõ (ðÍ < 5) íàõîäèòñÿ â îñ-
íîâíîì â âèäå ñâîáîäíîãî óðàíèë-èîíà.  äèàïàçîíå ðÍ 5 – 9 ïðåèìóùå-
ñòâåííàÿ ôîðìà óðàíà – ïîëèìåðíàÿ îäíîçàðÿäíàÿ ôîðìà (UO2)3(OH)5
+;
ïðè ðÍ > 9,0 U (VI) ïåðåõîäèò â ãèäðîêñèäíóþ ôîðìó UO2(OH)2. Îáðàçî-
âàíèå UO2OH+ è (UO2)2(OH)2
2+ íàáëþäàåòñÿ â äèàïàçîíå ðÍ 4 – 6, îäíàêî
èõ êîíöåíòðàöèÿ íåçíà÷èòåëüíà.
Ïðè êîíöåíòðàöèè HAc 0,1 Ì âëèÿíèå àöåòàò-èîíîâ íà ðàñïðåäåëå-
íèå ôîðì U(VI) çàìåòíî ëèøü â êèñëîé îáëàñòè ðÍ (ðèñ.1, á). Îñíîâíàÿ
äîëÿ êîìïëåêñîâ óðàíà ñ àöåòàò-èîíàìè ïðèõîäèòñÿ íà îòðèöàòåëüíî çà-
ðÿæåííûé êîìïëåêñ UO2(Ac)3
-, ïðè ýòîì äîëè íåéòðàëüíîãî è ïîëîæè-
òåëüíîãî êîìïëåêñîâ ìåíüøå. Àöåòàòíûå êîìïëåêñû U(VI) ïðåîáëàäàþò
ïðè ðÍ 3 – 7.
20 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
Ðèñ.1. Ðàñïðåäåëåíèå ôîðì U(VI) â âîäíûõ ðàñòâîðàõ, ñîäåðæàùèõ
êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëè: à – îòñóòñòâèå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé; á –
0,1 Ì HAc; â – 10-3 Ì Na2CO3; ã – 100 ìã/äì3 ÔÊ; ä – 5·10-4 Ì ÝÄÒÀ; å –
5·10-4 Ì ÍÒÀ
Êîìïëåêñû U(VI) ñ êàðáîíàò-èîíàìè õàðàêòåðíû â îñíîâíîì äëÿ ùå-
ëî÷íîé îáëàñòè ðÍ, îäíàêî ïðè êîíöåíòðàöèè êàðáîíàòîâ ≥ 10-3 Ì îíè
ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ íå òîëüêî â íåéòðàëüíîé ñðåäå, íî è â ñëàáîêèñ-
ëîé (ðèñ.1, â). Íàèáîëåå ñòàáèëüíîé ÿâëÿåòñÿ ôîðìà UO2(CO3)3
4-.
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 21
Êîìïëåêñû U(VI) ñ ÔÊ, êàê è êîìïëåêñû U(VI) ñ àöåòàò-èîíàìè, îá-
ðàçóþòñÿ â èíòåðâàëå 2< ðÍ < 6,5 (ðèñ.1, ã). Ïðè ðÍ > 6 ýòè êîìïëåêñû
íà÷èíàþò ðàçðóøàòüñÿ.
Âíåñåíèå â ðàñòâîð ÝÄÒÀ â ìîëÿðíîì ñîîòíîøåíèè ÝÄÒÀ : U = 5 : 1
(ðèñ.1, ä) ïðèâîäèò ê ñóùåñòâåííîìó ïîäàâëåíèþ ãèäðîëèçà U(VI) è îá-
ðàçîâàíèþ åãî òðèëîíàòíîé ôîðìû (UO2)2L, êîòîðàÿ íàõîäèòñÿ ïðåèìó-
ùåñòâåííî â äèàïàçîíå ðÍ 3,5 – 6,5. Ïðè ðÍ 7 – 9 ôèêñèðóþòñÿ â îñíîâ-
íîì ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûå ïðîäóêòû ãèäðîëèçà (UO2)3(OH)5
+, à ïðè
ðÍ > 10 – íåéòðàëüíûå ôîðìû UO2(OH)2. ÍÒÀ â òîé æå êîíöåíòðàöèè
(ðèñ.1, å) ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ êîìïëåêñà U – ÍÒÀ, ïðåîáëàäàíèå
êîòîðîãî íàä ïðîäóêòàìè ãèäðîëèçà U(VI) èìååò ìåñòî ïðè ðÍ 4 – 7.
Cîðáöèÿ U(VI) íà ìîíòìîðèëëîíèòå. Êàê âèäíî èç ðèñ.2, êðèâàÿ 1,
ìàêñèìàëüíàÿ ñîðáöèÿ óðàíà íàáëþäàåòñÿ â äèàïàçîíå ðÍ 4 – 7, ÷òî ñî-
îòâåòñòâóåò ñîðáöèè íà ìèíåðàëå ìîíîìåðíîé (UO2
2+) è ïîëèìåðíîé
((UO2)3(OH)5
+) ôîðì (ðèñ.1, à). Òàêîé õàðàêòåð ïîëó÷åííîé çàâèñèìîñòè
ñîãëàñóåòñÿ ñ âûâîäàìè [13] î ïðåèìóùåñòâåííîé ñîðáöèè U(VI) òîëüêî
â âèäå ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåííûõ ôîðì. Ýòî òàêæå ïîäòâåðæäàåòñÿ ðàñ-
÷¸òàìè, ïðèâåäåííûìè â [14]. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå êîëè÷åñòâî ñîðáè-
ðîâàííîãî óðàíà (≈ 5 % îò ïîëíîé îáìåííîé ¸ìêîñòè) è ó÷èòûâàÿ îïðå-
äåëÿþùóþ ðîëü àêòèâíûõ öåíòðîâ íà áîêîâûõ ãðàíÿõ ( SiOH,
AlOH ãðóïïû) â ïðîöåññàõ ñîðáöèè óðàíà ãëèíèñòûìè ìèíåðàëàìè
[15], ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî â íàøåì ñëó÷àå óðàí ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñ-
òüþ ëîêàëèçóåòñÿ òîëüêî íà áîêîâûõ ãðàíÿõ. Ïðè ðÍ > 7 íàáëþäàåòñÿ
ñíèæåíèå âåëè÷èí ñîðáöèè, ÷òî îáóñëîâëåíî ïîÿâëåíèåì â ðàñòâîðå íå-
ñîðáèðóåìûõ íåéòðàëüíûõ ôîðì óðàíà UO2(OH)2.
Âëèÿíèå ÍÀñ íà ñîðáöèþ U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì. Èç ðèñ.2, êðè-
âàÿ 2 âèäíî, ÷òî â ïðèñóòñòâèè ÍÀñ (0,1 Ì) õàðàêòåð ñîðáöèè U(VI) ìå-
íÿåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ ÷èñòûìè ðàñòâîðàìè: â äèàïàçîíå ðÍ 1,5 – 2,5
ïðîèñõîäèò óâåëè÷åíèå çíà÷åíèé ñîðáöèè âñëåäñòâèå ñâÿçûâàíèÿ êàê
UO2
2+, òàê è UO2Ac+ àêòèâíûìè öåíòðàìè áîêîâûõ ãðàíåé ÷àñòèö ìèíå-
ðàëà, à â äèàïàçîíå ðÍ 2,5 – 4 – óìåíüøåíèå çà ñ÷åò îáðàçîâàíèÿ íåéò-
ðàëüíûõ (UO2Ac2) è àíèîííûõ (UO2(Ac)3
-) ôîðì óðàíà (ðèñ.1, á; ðèñ.2,
êðèâàÿ 2). Ïðè äàëüíåéøåì ïîâûøåíèè ðÍ âåëè÷èíà ñîðáöèè âîçðàñòà-
åò âñëåäñòâèå ïîÿâëåíèÿ â ðàñòâîðå õîðîøî ñîðáèðóåìûõ ïîëîæèòåëü-
íûõ èîíîâ (UO2)3(OH)5
+. Èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ êîíöåíòðàöèè ÍÀñ íà
ïðîöåññû ñîðáöèè (ðèñ.3, êðèâàÿ 1) ïîêàçàëî, ÷òî ïðè ðÍ 4,5 ñîðáöèÿ
ïîëíîñòüþ ïîäàâëÿåòñÿ òîëüêî ïðè êîíöåíòðàöèè ÍÀñ ≥ 0,03 Ì.
22 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
Ðèñ. 2. Âëèÿíèå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé è ðÍ íà ñîðáöèþ U(VI): 1 –
îòñóòñòâèå êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé; 2 – 0,1 Ì HAc; 3 – 10-3 Ì Na2CO3;
4 – 100 ìã/äì3 ÔÊ; 5 – 5·10-4 Ì ÝÄÒÀ; 6 – 5·10-4 Ì ÍÒÀ
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü ñîðáöèè U(VI) íà ìîíòìîðèëëîíèòå îò
êîíöåíòðàöèè êîìïëåêñîîáðàçîâàòåëåé: 1 – HAc(Ì); 2 – Na2CO3 (Ì); 3 –
ÔÊ(ìã/äì3) (ìîëÿðíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ÔÊ ðàññ÷èòàíà ïî ÷èñëó
ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï); 4 – ÝÄÒÀ; 5 – ÍÒÀ
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 23
Âëèÿíèå Na2CO3 íà ñîðáöèþ U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì. Ýêñïåðèìåí-
òàëüíûå äàííûå (ðèñ. 2, êðèâàÿ 3) ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ïðè êîí-
öåíòðàöèè 10-3 Ì êàðáîíàò-èîíû ñëàáî âëèÿþò íà ñîðáöèþ óðàíà ìîíò-
ìîðèëëîíèòîì (êðèâûå ñîðáöèè óðàíà â ÷èñòîì âîäíîì ðàñòâîðå è â
ïðèñóòñòâèè êàðáîíàòà íàòðèÿ ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò). Êàðáîíàò-èîíû
çíà÷èòåëüíî ñíèæàþò âåëè÷èíó ñîðáöèè óðàíà òîëüêî ïðè êîíöåíòðà-
öèè Na2CO3 ≥ 5·10-3 Ì, ÷òî îáóñëîâëåíî ñäâèãîì ðÍ â áîëåå ùåëî÷íóþ
îáëàñòü è, êàê ñëåäñòâèå, îáðàçîâàíèåì íàèáîëåå ïðî÷íûõ íåñîðáèðóå-
ìûõ êîìïëåêñîâ UO2(CO3)3
4-.
Âëèÿíèå ÔÊ íà ñîðáöèþ U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì. Êàê âèäíî èç
ðèñ. 2, êðèâàÿ 4, õàðàêòåð ñîðáöèè óðàíà â ïðèñóòñòâèè ÔÊ â äèàïàçîíå
ðÍ 1,8 – 3 ñîâïàäàåò ñ òàêîâûì äëÿ ÷èñòûõ ðàñòâîðîâ, ÷òî îáóñëîâëåíî
ñîðáöèåé UO2
2+. Ïðè ðÍ > 3 â ñèñòåìå ñ ÔÊ íàáëþäàåòñÿ ðåçêîå ñíèæå-
íèå âåëè÷èíû ñîðáöèè, ñâÿçàííîå ñ îáðàçîâàíèåì äîñòàòî÷íî ïðî÷íûõ
êîìïëåêñîâ U(VI) ñ ÔÊ (ðèñ.1, ã), íå àäñîðáèðóþùèõñÿ íà îòðèöàòåëüíî
çàðÿæåííîé ïîâåðõíîñòè ìèíåðàëà. Ïðè ðÍ > 6 ïðîèñõîäèò ðàçðóøåíèå
êîìïëåêñîâ U(VI) ñ ÔÊ è îáðàçîâàíèå êàòèîííîé ïîëèìåðíîé ôîðìû
(UO2)3(OH)5
+, ÷åì îáóñëîâëåíî ïîâûøåíèå ñîðáöèè ïðè ðÍ > 6,5. Âëèÿ-
íèå êîíöåíòðàöèè ÔÊ ïðè ðÍ ≈ 6 íà âåëè÷èíó ñîðáöèè óðàíà èìååò ñó-
ùåñòâåííîå çíà÷åíèå òîëüêî ïðè âûñîêèõ êîíöåíòðàöèÿõ ÔÊ (ðèñ.3, êðè-
âàÿ 3), à ïîëíîå ïîäàâëåíèå ñîðáöèè íàáëþäàåòñÿ ïðè ÑÔÊ ≥ 200 ìã/äì3.
Âëèÿíèå ÝÄÒÀ íà ñîðáöèþ U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì.  ñëó÷àå ÝÄÒÀ
(ðèñ. 2, êðèâàÿ 5) â îáëàñòè íèçêèõ çíà÷åíèé ðÍ (1,5 – 2) êðèâûå ñîðáöèè
U(VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì êàê â îòñóòñòâèå, òàê è â ïðèñóòñòâèè ÝÄÒÀ
ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàþò, ÷òî îáóñëîâëåíî ñîðáöèåé UO2
2+ â îáîèõ ñëó-
÷àÿõ (ðèñ.1, ä). Ïðè ðÍ 2,5 – 4 íàáëþäàåòñÿ ñíèæåíèå ñîðáöèè, êîòîðîå
ïðîèñõîäèò â ðåçóëüòàòå îáðàçîâàíèÿ íåéòðàëüíîé òðèëîíàòíîé ôîðìû
(UO2)2L, ñîäåðæàíèå ïîñëåäíåé äîñòèãàåò > 90 % ïðè ðÍ 4 – 6. Èñõîäÿ èç
ðàññ÷èòàííîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ôîðì óðàíà (ðèñ.1, ä), ïðè äàëüíåéøåì
óâåëè÷åíèè ðÍ â ðàñòâîðå ïðåîáëàäàþò òîëüêî ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåí-
íûå (UO2)3(OH)5
+. Òàêîé õàðàêòåð ðàñ÷¸òíîé çàâèñèìîñòè îòâå÷àåò ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíî íàáëþäàåìîìó ïîâûøåíèþ âåëè÷èí ñîðáöèè ïðè ðÍ > 6,
äîñòèãàþùèõ ìàêñèìóìà ïðè ðÍðàâí 7 – 7,5.
Ó÷èòûâàÿ îñîáåííîñòè êîìïëåêñîîáðàçîâàíèÿ U(VI) ñ ÝÄÒÀ è ïî-
âåðõíîñòüþ ãëèíèñòîãî ìèíåðàëà, èññëåäîâàíèå âëèÿíèÿ êîíöåíòðàöèè
ÝÄÒÀ íà ñîðáöèþ U (VI) áûëî ïðîâåäåíî ïðè ðÍ 4. Ïîêàçàíî, ÷òî ïðè
ÑÝÄÒÀ ≥ 5·10-4 Ì ñîðáöèÿ åãî ìîíòìîðèëëîíèòîì ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò
(ðèñ. 3, êðèâàÿ 4). Ýòîò æå ôàêò ïîäòâåðæäàåòñÿ è äàííûìè ðèñ. 4, â êî-
òîðûõ ïîêàçàíà çàâèñèìîñòü ñîðáöèè óðàíà îò ðÍ ïðè òð¸õ ðàçëè÷íûõ
çíà÷åíèÿõ êîíöåíòðàöèè ÝÄÒÀ.
24 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü ñîðáöèè U(VI) íà ìîíòìîðèëëîíèòå îò ðÍ â
ïðèñóòñòâèè ÝÄÒÀ (Ì): 0 (1); 2,5·10-4( 2); 5·10-4 (3); 2,5·10-3 (4)
Âëèÿíèå ÍÒÀ íà ñîðáöèþ U (VI) ìîíòìîðèëëîíèòîì. Õàðàêòåð âëèÿ-
íèÿ ÍÒÀ íà ïðîöåññû ñîðáöèè U (VI) áëèçîê ê òàêîâîìó äëÿ ÝÄÒÀ. Êàê
âèäíî èç ðèñ. 2, â äèàïàçîíå ðÍ 1,5 – 2,5 íàáëþäàåòñÿ èíòåíñèâíàÿ ñîð-
áöèÿ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ñâÿçûâàíèþ óðàíèë-èîíîâ; ïðè ðÍ > 2,5 ñîðá-
öèÿ óìåíüøàåòñÿ âñëåäñòâèå ïðåîáëàäàíèÿ â ðàñòâîðå îòðèöàòåëüíî çà-
ðÿæåííûõ íåñîðáèðóåìûõ êîìïëåêñîâ UO2L
-.  äèàïàçîíå ðÍ 7 – 8
îòìå÷åíî ïîâûøåíèå ñîðáöèè, îáóñëîâëåííîå îáðàçîâàíèåì ïîëèìåð-
íûõ èîíîâ (UO2)3(OH)5
+. Âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè ÍÒÀ íà ñîðáöèþ U(VI)
ìîíòìîðèëëîíèòîì ïðè ðÍ 4 ïîêàçàíî íà ðèñ.3, êðèâàÿ 5. Ïðîâåäåííûå
èññëåäîâàíèÿ ñâèäåòåëüñòâóþò, ÷òî ïîëíîå ïîäàâëåíèå ñîðáöèè ÍÒÀ íà-
áëþäàåòñÿ ïðè áîëåå âûñîêîé êîíöåíòðàöèè (ÑÍÒÀ ≥ 1·10-3 Ì), ÷åì äëÿ
ÝÄÒÀ, ÷òî îáóñëîâëåíî ìåíüøåé ïðî÷íîñòüþ êîìïëåêñà U – ÍÒÀ.
Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåííûé ñëîæíûé õàðàêòåð çàâèñèìîñòè âåëè-
÷èí ñîðáöèè U (VI) ñëîèñòûìè ñèëèêàòàìè îò ðÍ â ïðèñóòñòâèè êîìïëåêñî-
îáðàçîâàòåëåé óêàçûâàåò íà îïðåäåëÿþùóþ ðîëü ôîðì íàõîæäåíèÿ óðàíà â
î÷èùàåìûõ âîäàõ. Ïðèðîäà ïðèñóòñòâóþùèõ â ðàñòâîðå êîìïëåêñîîáðàçî-
âàòåëåé îáóñëîâëèâàåò ïðî÷íîñòü îáðàçóþùèõñÿ êîìïëåêñîâ è, â ñîîòâåò-
ñòâèè ñ ýòèì, ñòåïåíü âëèÿíèÿ íà ýôôåêòèâíîñòü ñîðáöèîííîé î÷èñòêè ñ
îáðàçîâàíèåì ñëåäóþùåãî ðÿäà: ÝÄÒÀ > ÍÒÀ > Na2CO3 > HAc > ÔÊ. Ïî-
ýòîìó ïîëó÷åííûå äàííûå íåîáõîäèìî îáÿçàòåëüíî ó÷èòûâàòü ïðè ðàçðà-
áîòêå è îïòèìèçàöèè ñîðáöèîííîé î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä, ñîäåðæàùèõ óðàí,
ñ èñïîëüçîâàíèåì ñîðáåíòîâ íà îñíîâå ñèëèêàòíîãî ñûðüÿ.
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1 25
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ôèíàíñîâîé ïîääåðæêå Óêðàèíñêîãî íàó÷íî-
òåõíîëîãè÷åñêîãî Öåíòðà (ïðîåêò ¹ 2426).
Ðåçþìå. Äîñë³äæåíî âïëèâ êîìïëåêñîóòâîðþâà÷³â: äèíàòð³ºâèõ ñî-
ëåé åòèëåíäèàì³íòåòðàîöòîâî¿ êèñëîòè (ÅÄÒÀ) òà í³òðèëîòðèîöòîâî¿
êèñëîòè (ÍÒÀ), îöòîâî¿ êèñëîòè (ÍÀñ), ôóëüâîêèñëîò (ÔÊ), êàðáîíàòó
íàòð³þ (Na2CO3) íà ñîðáö³þ U(VI) ìîíòìîðèëîí³òîì. Âñòàíîâëåíî ñêëàä-
íèé õàðàêòåð çàëåæíîñò³ âåëè÷èí ñîðáö³¿ U (VI) â³ä ðÍ â ïðèñóòíîñò³
êîìïëåêñîóòâîðþâà÷³â, ùî âêàçóº íà âèçíà÷àëüíó ðîëü ôîðì çíàõîäæåí-
íÿ óðàíó y âîäàõ, ùî ï³äëÿãàþòü î÷èñòö³. Çà âåëè÷èíîþ âïëèâó íà ïðî-
öåñ ñîðáö³¿ U(VI) ìîíòìîðèëîí³òîì äîñë³äæåí³ êîìïëåêñîóòâîðþâà÷³
ìîæíî ðîçòàøóâàòè â ðÿä: ÅÄÒÀ > ÍÒÀ > Na2CO3 > HAc > ÔÊ.
A.A.Bogolepov, G.N. Pshinko, B.Yu. Kornilovich
EFFECT OF COMPLEXING AGENTS ON THE SORPTION
PURIFICATION PROCESSES OF URANIUMCONTAINING
WATERS
Summary
Effect of complexing agents: ethylendiaminetetraacetic acid (EDTA) and
nitrilotriacetic acid (NTA) disodium salts, acetic acid (HAc), fulvic acids (FA),
sodium carbonate (Na2CO3) on the uranium (VI) sorption by montmorillonite
was investigated. Complex character of dependence of uranium (VI) sorption
values vs. pH in presence of complexing agents was established indicating
important role of uranium species in waters under purification. It is possible to
arrange complexing agents investigated according to magnitude of their effect
on the uranium (VI) sorption by montmorillonite: EDTA > NTA > Na2CO3 >
HAc > FA.
1. Êóçíåöîâ Þ.Â., Ùåáåòêîâñêèé Â.Í., Òðóñîâ À.Ã. Îñíîâû î÷èñòêè
âîäû îò ðàäèîàêòèâíûõ çàãðÿçíåíèé. – Ì.: Àòîìèçäàò, 1974. – 360 ñ.
2. Íèêèôîðîâ À.Ñ., Êóëè÷åíêî Â.Â., Æèõàðåâ Ì.È. Îáåçâðåæèâàíèå
æèäêèõ ðàäèîàêòèâíûõ îòõîäîâ. – Ì.: Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1985.– 184 ñ.
3. Õèìèÿ àêòèíîèäîâ: Â 3 ò. / Ïåð. ñ àíãë. ïîä ðåä. Äæ. Êàöà, Ã. Ñèáîðãà,
Ë. Ìîðññà. – Ì., 1991. – Ò.1 – 525 ñ.
4. Maggi L., Badli M., Profumo A. et al. // Ann. Chim. – 1987. – 77, N 5/6. –
P. 591 – 600.
26 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2007, ò. 29, ¹1
5. Óïîð Ý., Ìîõàé Ì., Íîâàê Ä. Ôîòîìåòðè÷åñêèå ìåòîäû îïðåäåëåíèÿ
ñëåäîâ íåîðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. – Ì.: Ìèð, 1985. – 385 ñ.
6. Íàçàðåíêî Â.À., Àíòîíîâè÷ Â.Ï., Íåâñêàÿ Å.Ì. Ãèäðîëèç èîíîâ
ìåòàëëîâ â âîäíûõ ðàñòâîðàõ. – Ì.: Àòîìèçäàò, 1979. – 192 ñ.
7. IUPAC CHEMICAL DATA SERIES - ¹ 21. Stability constants of Met-
al – Ion Complexes. Pt .A: Inorganic Ligands / Complied by E. Högfeldt –
Oxford; New York; Torontî; Sydney; Paris; Frankfurt: Pergamon Press,
1982. – 310 p.
8. Nguyen-Trung C., Begun G.M., Palmer D.A. // Inorg. Chem. – 1992. –
31, N22. – P. 5280 – 5287.
9. Æàðîâñüêèé Ô.Ã., Ïèëèïåíêî À.Ò., Ï’ÿòíèöüêèé ².Â. Àíàë³òè÷íà
õ³ì³ÿ. – Ê.: Âèùà øê., 1982. – 544 ñ.
10. IUPAC CHEMICAL DATA SERIES - ¹ 22. Stability constants of Met-
al – Ion Complexes. Pt. B: Organic Ligands / Complied by D.D. Perrin –
Oxford;New York; Toronto;Sydney; Paris; Frankfurt: Pergamon Press,
1979. – 1263 p.
11. Èíöåäè ß. Ïðèìåíåíèå êîìïëåêñîâ â àíàëèòè÷åñêîé õèìèè. – Ì.:
Ìèð, 1979. – 376 ñ.
12. Li W.C., Victor D.M., Chakrabarti C.L. // Anal. Chem. – 1980. – 52. –
P. 520 – 523.
13. Êîðíèëîâè÷ Á.Þ., Ïøèíêî Ã.Í., Êîâàëü÷óê È.À. // Ðàäèîõèìèÿ. –
2001. – 43, ¹ 5. – Ñ. 464 – 467.
14. McKinley J.P., Zachara J.M., Smith S.C. et al. // Clays & Clay Miner-
als. – 1995. – 43, N 5. – P.586 – 598.
15. Chisholm-Brause C., Conradson S.D., Buscher C.T. et al. // Geochim. et
Cosmochim. Acta. – 1994. – 58, N7. – P. 3625 – 3631.
Èí-ò êîëëîèä. õèìèè è õèìèè âîäû
èì À.Â. Äóìàíñêîãî ÍÀÍ Óêðàèíû,
ã. Êèåâ Ïîñòóïèëà 29.12.2005
|