Prirodni adsorbenti na bazi metalnih oksida za uklanjanje jona olova i arsena iz vodenih rastvora

Abstract

U ovom radu ispitana su adsorpciona svojstva tri prirodna mineralna materijala za uklanjanje Pb(II) i As(V) jona iz vodenih rastvora. Sveobuhvatna strukturna analiza pokazala je glavne mineralne komponente, SiO2, Al2O3 i Fe2O3, a najveći udeo u sastavu ovih materijala imaju kvarc, mikrolin i kaolinit. Optimalni uslovi su utvrđeni na osnovu rezultata dosadašnjih istraživanja i variranjem mase ispitivanih adsorbenata. Rezultati su pokazali da sa povećanjem mase materijala raste efikasnost uklanjanja jona , sve do optimalnog odnosa (m:V=1:1), nakon čega je efikasnost uklanjanja zanemarljiva. Najbolju efikasnost uklanjanja, pri optimalnim uslovima, pokazao je materijal čija je glavna tekstura ilovača (94,8 %) pri uklanjanju Pb(II) jona i materijal čija je glavna tekstura peskovita ilovača (47,5 %) pri separaciji As(V) jona. Dalja ispitivanja će biti usmerena na ispitivanje simultanog izdvajanja odabranih jona, kao i na određivanje adsorpcionih izotermi, kinetičkih i termodinamičkih parametara procesa adsorpcije, mogućnosti regeneracije upotrebljenih adsorbenata, kao i njihove ponovne upotrebe ili bezbednog zbrinjavanja, nakon adsorpcije.

The aim of this research is to examine the efficiency of raw mineral materials that possess good adsorption and techno-economic properties applicable in real systems for the removal of heavy metal ions, primarily lead and arsenic. The adsorption studies were conducted in batch system. To determine the optimal conditions, the adsorption efficiency of the selected ions was tested by variation of the adsorbents mass (5, 7.5, 10 and 20 mg). The materials used in the experimental work are of mineral origin, whose composition consists mainly of SiO2, Al2O3 and Fe2O3. The characterization of analyzed materials was performed using X-Ray Diffraction (XRD), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The maximum removal efficiency of lead ions is 94.8 %, on the material predominantly composed of loam, while for arsenic it is 47.5 % on material based on sandy loam.