ПРИМЕНЕНИЕ ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА И ЦЕОЛИТОВОГО ТУФА МУХОРТАЛИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ РУДНИЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Санжанова С.С., Дампилова Б.В., Зонхоева Э.Л. Геологический институт СО РАН, Улан-Удэ

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ сточные воды штольни Западная Джидинского вольфрамо-молибденового комбината известняк Нарынского месторождения, вулканический шлак Хурай-Цакирского месторождения (Закаменский район, РБ), морденитсодержащий туф Мухор-Талинского месторождения, бурый уголь Тугнуйского месторождения, вспученный вермикулит

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ определение химического состава сточной воды по стандартным методикам: тяжелые металлы - атомно- эмиссионным методом, кальций, магний, гидрокарбонат- ионы - титриметрическим, аммоний, железо, нитрат, сульфат, фторид, силикат-ионы – спектрофотометрическим методом. измерение рН растворов на иономере Эксперт-001 дробление, измельчение, ситовой рассев образцов пород, отмыв от пылевой фракции и высушивание на воздухе проведение эксперимента по очистке воде в динамических условиях путем ее пропускания через колонки с загрузкой из природного материала

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РУДНИЧНЫХ ВОД ШТОЛЬНИ ЗАПАДНАЯ (мг/дм 3 ) рН=2-5 SO ,6-2336,2; Ca ,6-360,7; Мg , ,1; Zn ,70 -37,99; Fe 3+ – 1,4-13,8; Сu ,36 -21,29; Pb ,07-5,51; Cd ,52- 0,98; Сo ,63; Ni ,37; As - 0,34; W - 0,29-0,37; Mo - 0,003;

Условия эксперимента Колонки диаметром 2,6 см Высота слоя сорбента 20 см. Масса загрузки: цеолитового туфа - 42 г, вермикулита – 10 г, Скорость фильтрования 0,06 м/ч Отбор фракций воды на анализ по 50 мл

Рис.1 ВЫХОДНЫЕ КРИВЫЕ ФРОНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ НА ИЗВЕСТНЯКЕ

Рис.2 ВЫХОДНЫЕ КРИВЫЕ ФРОНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ НА ВУЛКАНИЧЕСКОМ ШЛАКЕ

РИС.3 ВЫХОДНЫЕ КРИВЫЕ ФРОНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ НА БУРОМ УГЛЕ

РИС.4 ВЫХОДНЫЕ КРИВЫЕ ФРОНТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНОЙ ВОДЫ НА ЦЕОЛИТОВОМ ТУФЕ

КОНЦЕНТРАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД ШТОЛЬНИ ЗАПАДНАЯ ДВМК (мг/дм 3) ЭлементКонцентрация *, мг/дм 3 Концентрация**, мг/дм 3 Zn 2+ 25,75 41,96 Сu 2+ 6,41 21,62 Pb 2+ Не опр. 0,60 Cd 2+ 0,53 0,93 As 0,18Не опр. W 0,37Не опр. рН 2,0 3,32 * - концентрация сточных вод в предыдущих опытах, ** - концентрация сточных вод в последующих опытах

Рис. 5. Выходные кривые фронтального анализа ионов металлов на морденитсодержащем туфе в координатах F=f(V)

Рис. 6. Выходные кривые фронтального анализа ионов металлов на морденитсодержащем туфе в координатах F=f(t)

Рис. 8. Выходные кривые фронтального анализа ионов металлов на вспученном вермикулите в координатах F=f(V): (а) – полные, (б) – начальные участки кривых (а) (б)

Рис. 6. Выходные кривые фронтального анализа ионов металлов на вспученном вермикулите в координатах F=f(t)

ЗНАЧЕНИЯ ПОЛНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ОБМЕННОЙ ЕМКОСТИ, г/т сорбентZnCuCdPb морденитовый туф вспученный вермикулит

Рис. 8. Выходные кривые фронтального анализа ионов свинца из модельных растворов на вспученном вермикулите в координатах F=f(V)

Рис. 9. Выходные кривые фронтального анализа ионов цинка из модельных растворов на вспученном вермикулите в координатах F=f(V)

Выводы Контактирование рудничной воды с морденитовым туфом и вспученным вермикулитом влияет на уменьшение кислотности с рН 3,32 до 4,8 и 4,9 для соответственно Из исследованных природных материалов большей емкостью по ионам цинка, меди, кадмия обладает вспученный вермикулит. Морденитсодержащий туф Мухор-Талинского месторождения селективен в отношении ионов свинца При повышении концентрации ионов металлов в сточной воде морденитовый туф и вспученный вермикулит хуже удерживают ионы цинка, меди, кадмия, кроме ионов свинца из модельных растворов емкость вспученного вермикулита и морденитового туфа по ионам цинка, свинца выше, чем из сточной воды

Заключение Для очистки большеобъемных потоков сточной воды, характеризующихся многокомпонентным катионным и анионным составом с низким рН из природных материалов наиболее пригодны для применения в режиме фильтрации бурый уголь и вспученный вермикулит