Кінетичні характеристики процесу сорбції іонів лантану металургійним шлаком
Вантажиться...
Дата
2019
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Вивчено кінетику сорбції іонів лантану з модельних нітратних розчинів гранульованим доменним шлаком «Запорожсталь». На підставі обробки інтегральних кінетичних
кривих сорбції рівняннями дифузійної кінетики встановлено, що процес сорбції йде в
змішано дифузному режимі. Застосування моделей хімічної кінетики показало, що внесок в загальну швидкість процесу також вносить стадія хімічної взаємодії іонів лантану
з функціональними групами сорбенту. За класифікацією Джайлса ізотерми адсорбції
іонів лантану шлаком відносяться до ізотерм L-типу. Сорбційний процес добре описуються моделями Фрейндліха, Ленгмюра, Дубініна-Радушкевіча. Встановлено механізм
взаємодії іонів лантану зі шлаком.
Изучена кинетика сорбции ионов лантана из модельных нитратных растворов гранулированным доменным шлаком «Запорожсталь». На основании обработки интегральных кинетических кривых сорбции уравнениями диффузионной кинетики установлено, что процесс сорбции идет в смешанно диффузном режиме. Применение моделей химической кинетики показало, что вклад в общую скорость процесса также вносит стадия химического взаимодействия ионов лантана с функциональными группами сорбента. По классификации Джайлса изотермы адсорбции ионов лантана шлаком относятся к изотермам L-типа. Сорбционный процесс хорошо описываются моделями Фрейндлиха, Ленгмюра, Дубинина-Радушкевича. Установлен механизм взаимодействия ионов лантана со шлаком.
The patterns of sorption of lanthanum ions from model nitrate solutions by metallurgical slag were investigated. It was shown that slag is a rather effective sorbent of lanthanum ions. The kinetics of sorption of lanthanum ions from model nitrate solutions by granulated blast furnace slag Zaporozhstal was studied. Based on the processing of integral kinetic sorption curves by the equations of diffusion kinetics, it was found that the sorption process proceeds in a mixed diffuse mode. The use of chemical kinetics models has shown that the stage of the chemical interaction of lanthanum ions with the functional groups of the sorbent also contributes to the overall speed of the process. According to Giles’ classification, isotherms of adsorption of lanthanum ions by slag belong to L-type isotherms. To obtain quantitative characteristics of the sorption of lanthanum ions on slag, the experimental results were processed using the sorption models of Langmuir, Freindlich, and Dubinin – Radushkevich. It has been established that experimentally the isotherm of sorption of lanthanum from model nitrate solutions by slag is well described by all models in the same range of equilibrium concentrations. The obtained value ΔG0 sorb = -25.83 kJ/mol indicates a rather high affinity of the sorbent for the sorbate and the advisability of using granular slag for the extraction of lanthanum compounds from model nitrate solutions. Using the Dubinin-Radushkevich model, which indicates the nature of sorbate sorption on the sorbent, the average free sorption energy was calculated. Calculations showed that the value of the free energy of sorption E = 7.18- 8.33 kJ/mol indicates the physical nature of the interaction of the sorbate with the sorbent.
Изучена кинетика сорбции ионов лантана из модельных нитратных растворов гранулированным доменным шлаком «Запорожсталь». На основании обработки интегральных кинетических кривых сорбции уравнениями диффузионной кинетики установлено, что процесс сорбции идет в смешанно диффузном режиме. Применение моделей химической кинетики показало, что вклад в общую скорость процесса также вносит стадия химического взаимодействия ионов лантана с функциональными группами сорбента. По классификации Джайлса изотермы адсорбции ионов лантана шлаком относятся к изотермам L-типа. Сорбционный процесс хорошо описываются моделями Фрейндлиха, Ленгмюра, Дубинина-Радушкевича. Установлен механизм взаимодействия ионов лантана со шлаком.
The patterns of sorption of lanthanum ions from model nitrate solutions by metallurgical slag were investigated. It was shown that slag is a rather effective sorbent of lanthanum ions. The kinetics of sorption of lanthanum ions from model nitrate solutions by granulated blast furnace slag Zaporozhstal was studied. Based on the processing of integral kinetic sorption curves by the equations of diffusion kinetics, it was found that the sorption process proceeds in a mixed diffuse mode. The use of chemical kinetics models has shown that the stage of the chemical interaction of lanthanum ions with the functional groups of the sorbent also contributes to the overall speed of the process. According to Giles’ classification, isotherms of adsorption of lanthanum ions by slag belong to L-type isotherms. To obtain quantitative characteristics of the sorption of lanthanum ions on slag, the experimental results were processed using the sorption models of Langmuir, Freindlich, and Dubinin – Radushkevich. It has been established that experimentally the isotherm of sorption of lanthanum from model nitrate solutions by slag is well described by all models in the same range of equilibrium concentrations. The obtained value ΔG0 sorb = -25.83 kJ/mol indicates a rather high affinity of the sorbent for the sorbate and the advisability of using granular slag for the extraction of lanthanum compounds from model nitrate solutions. Using the Dubinin-Radushkevich model, which indicates the nature of sorbate sorption on the sorbent, the average free sorption energy was calculated. Calculations showed that the value of the free energy of sorption E = 7.18- 8.33 kJ/mol indicates the physical nature of the interaction of the sorbate with the sorbent.
Опис
Ключові слова
сорбція,, шлак, лантан, промислові відходи, кінетика сорбції, ізотерми сорбції, сорбция, промышленные отходы, кинетика сорбции, изотермы сорбции, sorption, slag, lanthanum, industrial waste, sorption kinetics, sorption isotherms
Бібліографічний опис
Вісник Одеського національного університету = Odesa National University Herald