Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці
Some technologies of uranium recovery from minerals involve hydrochloric acid where cationic forms of uranyl ions dominate. The work is devoted to development and testing of sorbents for removal of uranium(VI) from liquid wastes containing also an excess of Fe(III) ions. Organic-inorganic ion-exchan...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2017
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/411 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Institution
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543884481396736 |
|---|---|
| author | Perlova, O. V. Dzyazko, Yu. S. Perlova, N. O. Sazonova, V. F. Halutska, I. Yu. |
| author_facet | Perlova, O. V. Dzyazko, Yu. S. Perlova, N. O. Sazonova, V. F. Halutska, I. Yu. |
| author_sort | Perlova, O. V. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:15:09Z |
| description | Some technologies of uranium recovery from minerals involve hydrochloric acid where cationic forms of uranyl ions dominate. The work is devoted to development and testing of sorbents for removal of uranium(VI) from liquid wastes containing also an excess of Fe(III) ions. Organic-inorganic ion-exchangers based on gel-like strongly acidic resin containing zirconium hydrophosphate have been proposed for this purpose. The theoretical approach, which allows us to control a size of incorporated particles, has been applied to modification of the resin with the inorganic constituent. The results of TEM show that the samples contain mainly aggregates of nanoparticles (300 nm) or simultaneously aggregates (200 nm) and agglomerates (several microns). The synthesized organic-inorganic ion-exchangers contain from 10 to 50 mass. % of zirconium hydrophosphate. Composition and structure of the ion-exchangers affect their sorption properties. Sorption of U(VI) from modeling solutions containing also HCl and Fe(III) ions was researched under batch conditions. The initial pH of the solution was within the interval of 2–4, the sorbent dosage was 2–10 g/dm3. Simultaneous sorption of U(VI) and Fe(III) species was shown to occur, the removal of Fe(III) species is faster and more complete. Increasing of the sorbent dosage and the solution pH results in improvement of the efficiency of uranium (VI) removal and increase of the exchange rate. Sorption degree of uranyl cations reaches about 90 % after 3 h at pH 2 and the sorbent dosage of 10 g/dm3. When the sorbent dosage is 5 g/dm3 and the solution pH is 4 the sorption degree reaches 100 % for the composite containing 10 % of the inorganic constituent. The sorption degree is lower for the materials containing higher amount of zirconium hydrophosphate. The rate of sorption has been found to obey mainly particle diffusion model. The models of chemical reaction of pseudo-first or pseudo-second order can be also applied. The composites show mainly higher sorption capacity towards U(VI) at pH 2, the pristine resin demonstrates higher capacity towards Fe(III) under these conditions. The organic-inorganic ion-exchangers can be recommended for polishing of liquid wastes which are formed during monazite processing. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:52Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-411 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:43Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-4112022-06-29T10:15:09Z Removal of uranyl cations from iron-containing solutions using compositesorbents based on polymer matrix Извлечение катионов уранила из железосодержащих растворов с использованием композитных сорбентов на основе полимерной матрицы Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці Perlova, O. V. Dzyazko, Yu. S. Perlova, N. O. Sazonova, V. F. Halutska, I. Yu. gel-like strongly acidic resin zirconium hydrophosphate sorption uranium(VI) compounds гелевий сильнокислотний катіоніт гідрофосфат цирконію сорбція сполуки урану(VI) гелевый сильнокислотный катионит гидрофосфат циркония сорбция соединения урана(VI) Some technologies of uranium recovery from minerals involve hydrochloric acid where cationic forms of uranyl ions dominate. The work is devoted to development and testing of sorbents for removal of uranium(VI) from liquid wastes containing also an excess of Fe(III) ions. Organic-inorganic ion-exchangers based on gel-like strongly acidic resin containing zirconium hydrophosphate have been proposed for this purpose. The theoretical approach, which allows us to control a size of incorporated particles, has been applied to modification of the resin with the inorganic constituent. The results of TEM show that the samples contain mainly aggregates of nanoparticles (300 nm) or simultaneously aggregates (200 nm) and agglomerates (several microns). The synthesized organic-inorganic ion-exchangers contain from 10 to 50 mass. % of zirconium hydrophosphate. Composition and structure of the ion-exchangers affect their sorption properties. Sorption of U(VI) from modeling solutions containing also HCl and Fe(III) ions was researched under batch conditions. The initial pH of the solution was within the interval of 2–4, the sorbent dosage was 2–10 g/dm3. Simultaneous sorption of U(VI) and Fe(III) species was shown to occur, the removal of Fe(III) species is faster and more complete. Increasing of the sorbent dosage and the solution pH results in improvement of the efficiency of uranium (VI) removal and increase of the exchange rate. Sorption degree of uranyl cations reaches about 90 % after 3 h at pH 2 and the sorbent dosage of 10 g/dm3. When the sorbent dosage is 5 g/dm3 and the solution pH is 4 the sorption degree reaches 100 % for the composite containing 10 % of the inorganic constituent. The sorption degree is lower for the materials containing higher amount of zirconium hydrophosphate. The rate of sorption has been found to obey mainly particle diffusion model. The models of chemical reaction of pseudo-first or pseudo-second order can be also applied. The composites show mainly higher sorption capacity towards U(VI) at pH 2, the pristine resin demonstrates higher capacity towards Fe(III) under these conditions. The organic-inorganic ion-exchangers can be recommended for polishing of liquid wastes which are formed during monazite processing. Работа посвящена установлению закономерностей сорбции катионов уранила на органо-неорганических ионитах, полученных модифицированием гидрофосфатом циркония гелевой сильнокислотной ионообменной смолы. Для модифицирования использовали теоретический подход, что дало возможность регулировать размер инкорпорированных частиц. Сорбенты содержали, в основном, агрегаты наночастиц (300 нм) или одновременно агрегаты (200 нм) и агломераты (несколько микрон). Сорбцию U(VI) из модельных растворов, содержащих также HCl и избыток Fe(III), исследовали в статических условиях в интервале рН 2–4 и при дозировке сорбентов 2–10 г/дм3. Установлено, что скорость сорбции описывается преимущественно моделью внутренней диффузии и моделями псевдопервого (содержание гидрофосфата циркония в образцах 15 и 50 масс. %) и псевдовторого порядка (образец с содержанием неорганической составляющей 10 масс. % и исходная смола). Образцы с более высоким содержанием модификатора сорбируют преимущественно U(VI) при рН 2, а с более низким ? при рН 4. Роботу присвячено вивченню закономірностей сорбції катіонів уранілу на органо-неорганічних іонітах, які отримували модифікуванням гідрофосфатом цирконію гелевої сильнокислотної іонообмінної смоли. Для модифікування використовували теоретичний підхід, що дало змогу регулювати розмір інкорпорованих частинок. Cорбенти містили, в основному, агрегати наночастинок (300нм) або одночасно агрегати (200нм) та агломерати (декілька мікрон). СорбціюU(VI) із модельних розчинів, що містили також HCl і надлишок Fe(III), досліджено у статичних умовах в інтервалі рН 2–4 і при дозуванні сорбентів 2–10 г/дм3. Встановлено, що швидкість сорбції описується переважно моделлю внутрішньої дифузії та моделями хімічної реакції псевдопершого (вміст гідрофосфату цирконію у зразках ? 15 та 50мас.%) та псевдодругого порядку (зразок із вмістом неорганічної складової 10мас.% та вихідна смола). Зразки із вищим вмістом модифікатора сорбують переважно U(VI) при рН 2, а з нижчим ? при рН 4. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2017-02-01 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/411 10.15407/hftp08.01.030 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 8 No. 1 (2017): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 30-43 Химия, физика и технология поверхности; Том 8 № 1 (2017): Химия, физика и технология поверхности; 30-43 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 8 № 1 (2017): Хімія, фізика та технологія поверхні; 30-43 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp08.01 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/411/408 Copyright (c) 2017 O. V. Perlova, Yu. S. Dzyazko, N. O. Perlova, V. F. Sazonova, I. Yu. Halutska |
| spellingShingle | гелевий сильнокислотний катіоніт гідрофосфат цирконію сорбція сполуки урану(VI) Perlova, O. V. Dzyazko, Yu. S. Perlova, N. O. Sazonova, V. F. Halutska, I. Yu. Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title | Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title_alt | Removal of uranyl cations from iron-containing solutions using compositesorbents based on polymer matrix Извлечение катионов уранила из железосодержащих растворов с использованием композитных сорбентов на основе полимерной матрицы |
| title_full | Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title_fullStr | Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title_full_unstemmed | Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title_short | Вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| title_sort | вилучення катіонів уранілу із залізовмісних розчинів з використанням композитних сорбентів на основі полімерної матриці |
| topic | гелевий сильнокислотний катіоніт гідрофосфат цирконію сорбція сполуки урану(VI) |
| topic_facet | gel-like strongly acidic resin zirconium hydrophosphate sorption uranium(VI) compounds гелевий сильнокислотний катіоніт гідрофосфат цирконію сорбція сполуки урану(VI) гелевый сильнокислотный катионит гидрофосфат циркония сорбция соединения урана(VI) |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/411 |
| work_keys_str_mv | AT perlovaov removalofuranylcationsfromironcontainingsolutionsusingcompositesorbentsbasedonpolymermatrix AT dzyazkoyus removalofuranylcationsfromironcontainingsolutionsusingcompositesorbentsbasedonpolymermatrix AT perlovano removalofuranylcationsfromironcontainingsolutionsusingcompositesorbentsbasedonpolymermatrix AT sazonovavf removalofuranylcationsfromironcontainingsolutionsusingcompositesorbentsbasedonpolymermatrix AT halutskaiyu removalofuranylcationsfromironcontainingsolutionsusingcompositesorbentsbasedonpolymermatrix AT perlovaov izvlečeniekationovuranilaizželezosoderžaŝihrastvorovsispolʹzovaniemkompozitnyhsorbentovnaosnovepolimernojmatricy AT dzyazkoyus izvlečeniekationovuranilaizželezosoderžaŝihrastvorovsispolʹzovaniemkompozitnyhsorbentovnaosnovepolimernojmatricy AT perlovano izvlečeniekationovuranilaizželezosoderžaŝihrastvorovsispolʹzovaniemkompozitnyhsorbentovnaosnovepolimernojmatricy AT sazonovavf izvlečeniekationovuranilaizželezosoderžaŝihrastvorovsispolʹzovaniemkompozitnyhsorbentovnaosnovepolimernojmatricy AT halutskaiyu izvlečeniekationovuranilaizželezosoderžaŝihrastvorovsispolʹzovaniemkompozitnyhsorbentovnaosnovepolimernojmatricy AT perlovaov vilučennâkatíonívuraníluízzalízovmísnihrozčinívzvikoristannâmkompozitnihsorbentívnaosnovípolímernoímatricí AT dzyazkoyus vilučennâkatíonívuraníluízzalízovmísnihrozčinívzvikoristannâmkompozitnihsorbentívnaosnovípolímernoímatricí AT perlovano vilučennâkatíonívuraníluízzalízovmísnihrozčinívzvikoristannâmkompozitnihsorbentívnaosnovípolímernoímatricí AT sazonovavf vilučennâkatíonívuraníluízzalízovmísnihrozčinívzvikoristannâmkompozitnihsorbentívnaosnovípolímernoímatricí AT halutskaiyu vilučennâkatíonívuraníluízzalízovmísnihrozčinívzvikoristannâmkompozitnihsorbentívnaosnovípolímernoímatricí |