Природные сорбенты
К природным материалам, использующимся в процессах очистки загрязненных стоков, относят:
- кварцевый песок,
- мел,
- диатомит,
- антрацитовую крошку,
- опоку,
- трепела,
- цеолит,
- доломит,
- магнетит и др.
Свойства природных сорбентов во многом определяются их физическими показателями:
- объемный вес,
- истинный удельный вес,
- пористость.
Объемный вес природных сорбентов сильно зависит от влажности материалов.
Максимальный объемный вес для природных сорбентов не превышает 1,5 г/ см3, а для хороших сорбентов он равен 0,5 г/см3.
Истинный удельный вес природных сорбентов определяется природой минеральных и органических компонентов конкретного материала. Величины истинного удельного веса природных сорбентов находятся в диапазоне 1,6-2,7 г/см3.
Природные сорбенты обладают развитой удельной пористостью и высокой способностью к адсорбции за счет малого объемного веса и большой естественной пористости. Эти свойства обуславливают широкое распространение природных сорбентов в промышленности.
Цеолит
Экономичным и широко распространенным в технологических процессах природным сорбентом является цеолит. Термическая обработка цеолитов до 700 °С повышает сорбционные свойства за счет увеличения удельной поверхности.
Для получения сорбентов на основе цеолитов с высокой прочностью и водостойкостью их нагревают при температуре 1000 °С с хлоридом и карбонатом натрия. При быстром нагревании цеолитов происходит их вспенивание, за счет чего объем и пористость материалов возрастают в 5-20 раз.
Гидрофобность цеолитам придает обработка кремнийорганическими соединениями, за счет чего повышается сорбция из воды нефтепродуктов.
Цеолиты, обработанные аминами, применяются для сорбции ионов свинца и кадмия.
Опоки, трепела, диатомит
Минералы из группы кристобалитовых пород — опоки, трепела, диатомит — также применяются для сорбции нефти из воды. Так как указанные сорбенты обладают высокой сорбционной способностью по отношению к воде, то при очистке от нефтепродуктов углеводороды нефти подвергаются высокой степени осушки.
Диатомит, активированный оксидом марганца, применяется для очистки стоков текстильного производства от свинца и красителей.
Термическая активация опоки и трепела при температуре 1000 °С в присутствии хлорида и карбната натрия придает сорбционным материалам свойство не набухать в воде.
Порошок оксигидроксида алюминия в ультрадисперсном состоянии позволяет с высокой эффективностью поглощать растворенные углеводороды и эмульгированные нефтепродукты.
Алюмосиликатный природный сорбент
Алюмосиликатный природный сорбент отличается уникально высокой сорбционной способностью к ионам тяжелых металлов, в том числе радиоактивных элементов. Этот сорбент имеет высокую удельную поверхность и сохраняет сорбционные свойства до температуры 700 °С. Термическая обработка в присутствии воздуха модифицирует сорбент, в 2-3 раза повышая его сорбционную емкость.
Фильтрование на природных цеолитах или других природных сорбентах используется для повышенеия эффективности биосорбционной очистки. Биологическая очистка бытовых и промышленных стоков и методы биотехнологии для очистки воды от тяжелых металлов — перспективные области исследований.
Даже учитывая многообразие природных материалов, которые могут использоваться в качестве сорбентов, далеко не все из них соответствуют строгим требованиям, поэтому поиск и создание новых сорбционных материалов для использования в промышленности всегда актуален.
