Цеолиты как ионообменники для защиты окружающей среды

Ионообменные свойства используются для следующих целей:

а) Извлечение NH₄⁺ из муниципальных и технических вод.

Извлечение аммония и фосфора из сточных вод. Использовался клиноптилолитовый туф из Калифорнии (фирма Анаконда). Селективный ионный обмен – процедура наиболее выгодная для извлечения аммония. Используемые для этой цели синтетические смолы не избирательны для аммония и очень дороги. Са и Na формы клиноптилолита имеют высокую избирательность по отношению аммонию.

Имеется проект на извлечение аммония и фосфатных ионов.

б) Извлечение тяжелых металлов из технических вод.

Извлечение свинца. В качестве материала для загрузки фильтра была использована пыль филлипсит-шабазитового состава.

Хром. Для извлечения хрома (Cr3+) были испытаны следующие цеолиты: филлипсит, шабазит, клиноптилолит, морденит и фейерит.

Кадмий. Для извлечения кадмия использовался натриевый шабазит.

Кислые рудничные воды. Для очистки были использованы рудничные воды следующего состава:

2<рН<3. Металлы: Аl, Ca, Cd, Co, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Zn.

Для очистки необходим длительный временной контакт при пропускании через двухслойную конструкцию.

Способность клиноптилолитового туфа извлекать катионы металлов, обычно присутствующих в кислых дренажных водах.

Извлечение тяжелых металлов. Сравнение адсорбционных свойств клиноптилолита, шабазита и активированного угля показало, что клиноптилолит проявляет наиболее высокую избирательность к цезию.

в) Извлечение радионуклидов из сточных вод атомных электростанций.

Очистка радиоактивных растворов основана на использовании цеолитов как катионообменников.

Клиноптилолит и морденит используются для улавливания долгоживущих изотопов цезия и стронция. Морденит улавливает до 98% ¹⁴⁷Сs. Имеется и другой метод хранения радиоактивных изотопов, основанный на их селективном извлечении при ионном обмене с последующей сушкой и дегидратацией изотопсодержащих цеолитов. Дегидратированные цеолиты, содержащие радиоактивные изотопы, запаивают в контейнеры, предназначенные для захоронения.

Как стало известно из сообщения компании-оператора аварийной японской АЭС «Фукусима-1» TEPCO, в дренажную систему на втором и третьем энергоблоке сбрасывали мешки с цеолитом. Такие же меры предпринимали и в море, что находится в непосредственной близости от поврежденной АЭС.

В дренажную систему АЭС «Фукусима-1» на втором и третьем энергоблоке сбрасывали мешки с цеолитом

Цеолит впитает радиацию с АЭС «Фукусима-1»

г) Использование цеолита для разделеления и улавливания газов.

Для извлечения SО₂ клиноптилолит активизировался раствором соляной кислоты. В Японии клиноптилолитовый туф используется для улавливания SO₂ из газов сернокислотных заводов, производящих серную кислоту при обжиге сульфидов.

д) Цеолиты как катализаторы (нефтехимия и др.).

Природные цеолиты могут быть использованы при катализе если присутствующие примеси не ухудшают каталитические свойства и если каталитически активные центры могут быть созданы в цеолите без активации других компонентов. Каталитическая активность пропорциональна содержанию цеолита. Клиноптилолит является единственным цеолитом на котором при гидратации ацетилена не происходит образование кислых центров, которые не желательны при каталитических превращениях.

Извлечение бензола наиболее полно протекает при модификации клиноптилолитового туфа тетраметиламмонием C₄H₁₂N⁺.

Дата добавления: 2014-01-04