Науковий вісник НГУ

Використання вугілля України для отримання водорозчинних сорбентів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №4 2022

Останнє оновлення: 31 серпня 2022

Опубліковано: 31 серпня 2022

Перегляди: 2817

Authors:

A.O.Сініцина, orcid.org/0000-0003-1031-8605, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

П.В.Карножицький, orcid.org/0000-0001-6019-8432, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.В.Мірошниченко, orcid.org/0000-0002-6335-8742, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

Д.Ю.Білець, orcid.org/0000-0002-1521-826X, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», м. Харків, Україна, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022, (4): 005 - 010

https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-4/005

Abstract:

Мета. Розробка методу використання солей гумінових кислот, отриманих із бурого вугілля України, для сорбції іонів важких металів і їх вилучення за допомогою ультрафільтраційних мембран.

Методика. Розроблено унікальне лабораторне устаткування для визначення сорбційної здатності гумінових речовин концентрацією від 0 до 20 мг/л по відношенню до іонів важких металів (Cu²⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺, Zn²⁺, Co²⁺) концентрацією 5 мг/л. Задля оцінки якості бурого вугілля, гумінових речовин і розчину гумінових речовин з іонами важких металів використовували результати технічного та елементного аналізів, а також інфрачервоної та оптико-емісійної спектроскопії.

Результати. Українське буре вугілля Олександрійського геолого-промислового району містить велику кількість (близько 80 %) гумінової кислоти, що є основою для отримання ефективних водорозчинних сорбентів. Доведено, що гумінові речовини виділені з бурого вугілля України, дозволяють пов’язувати до 99 % іонів важких металів у комплекси. Найбільш оптимальною концентрацію гумінових речовин з точки зору їх концентрації й селективності вилучення іонів важких металів є 5 мг/л.

Наукова новизна. Доведена можливість практичного використання гумінових речовин, отриманих із бурого вугілля України, для сорбції іонів важких металів. В якості ультрафільтраційних мембран використовували мембрани UF-20-PAN, що є пористими полімерними плівками на основі поліакрілонітрилу з розміром пор 20 мкм, площа робочої поверхні мембрани – 28,26 × 10^-4 м².

Практична значимість. Упровадження розробленої технології дозволить, по-перше, відновити практичне використання великих покладів бурого вугілля України, а по-друге, запровадити глибоке очищення промислових і стічних вод.

Ключові слова: буре вугілля, сорбція, іони важких металів, мембрана, гумінові речовини, інфрачервона спектроскопія

References.

1. Mineralni resursy Ukrainy (n.d.). Retrieved from https://minerals-ua.info/.

2. Gunka, V., Shved, M., Prysiazhnyi, Y., Pyshyev, S., & Miroshnichenko, D. (2019). Lignite oxidative desulphurization: notice 3 – process technological aspects and application of products. International journal of Coal Science and Technology, 6, 63-73. https://doi.org/10.1007/s40789-018-0228-z.

3. Lebedev, V., Miroshnichenko, D., Zhang Xiaobin, Pyshyev, S., & Savchenko, D. (2021). Technological properties of polymers obtained from humic acids of Ukrainian lignite. Petroleum and coal, 63(3), 646-654. Retrieved from https://vurup.sk/wp-content/uploads/2021/08/PC-X_Miroshnichenko_31_rev1.pdf.

4. Bilets, D., Miroshnichenko, D., Ryshchenko, J., & Rudniev, V. (2021). Determination of material balance gasification of heavy coal tars with lignite and walnut shell. Petroleum and coal, 63(1), 85-90. Retrieved from https://www.vurup.sk/wp-content/uploads/2021/01/PC-X_Miroschnichenko_202.pdf.

5. Amoah-Antwi, C., Kwiatkowska-Malina, J., Thornton, S.F., Fenton, O., Malina, G., & Szara, E. (2020). Restoration of soil quality using biochar and brown coal waste: A review. Science of The Total Environment, 722, 137852. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137852.

6. Narges Esfandiar, Rominder Suri, & Erica R. McKenzie (2022). Competitive sorption of Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn from stormwater runoff by five low-cost sorbents; Effects of co-contaminants, humic acid, salinity and pH. Journal of Hazardous Materials, 423(Part A), 126938. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126938.

7. Ayad A.H. Faisal, Mohammed B. Abdul-Kareem, Alaa Kareem Mohammed, Mu Naushad, Ayman A. Ghfar, & Tansir Ahamad (2020). Humic acid coated sand as a novel sorbent in permeable reactive barrier for environmental remediation of groundwater polluted with copper and cadmium ions. Journal of Water Process Engineering, 36, 101373. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2020.101373.

8. Zhon, H.-Z., Liu, P., Su, X.-Ch., Liao, Ya.-H., Lei, N.-Sh., Liang, Yo.-H., …, & Tang, Ya. (2017). Low-cost humic acid-bonded silica as an effective solid-phase extraction sorbent for convenient determination of aflatoxins in edible oils. Analytica Chimica Acta, 970, 38-46. https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.02.029.

9. Esmaeilian, A., & O’Shea, K. E. (2022). Application of dimensional analysis in sorption modeling of the styryl pyridinium cationic dyes on reusable iron based humic acid coated magnetic nanoparticles. Chemosphere, 286(Part 2), 131699. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2021.131699.

10. Noli, F., Fedorcea, V., Misaelides, P., Cretescu, I., & Kapnisti, M. (2021). Cesium and Barium removal from aqueous solutions in the presence of humic acid and competing cations by a Greek bentonite from Kimolos Island. Applied Radiation and Isotopes, 170, 109600. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2021.109600.

11. Zhang, Ya., Fein, J.B., Yu, Q., Liu, D., Feng, Yu., Zu, B., & Zheng, Ch. (2021). Surface complexation modeling of the effects of dissolved inorganic carbon on absorption of U (VI) onto Fe₃O₄ nanoparticles coated with lignite humic acid. Colloids and Surface A: Physiochemical and Engineering Aspects, 629, 127260. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127260.

12. Sarlaki Ehsan, Sharif Paghaleh Ali, Kianmehr Mohammad Hossein, & Asefpour Vakilian Keyvan (2021). Valorization of lignite wastes into humic acids: Process optimization, energy efficiency and structural features analysis. Renewable Energy, 163, 105-122. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.08.096.

13. Wang, Yu., Ma, Y.-y., Mo, W.-L., Gong, W.-T., Ma, F.-Yu., Wei, X.-Yo., Fan, X., & Zhang, S.-P. (2021). Functional groups of sequential extracts and corresponding residues from Hefeng subbituminous coal based on FT-IR analysis. Journal of Fuel Chemistry and Technology, 49(7), 890-901. https://doi.org/10.1016/S1872-5813(21)60055-5.

14. Wang, J., Tian, L., Li, G., Zhao, X., Liang, Yi., & Yu, J. (2021). Construction of vitrinite molecular structures based on ¹³C NMR and FT-IR analysis: fundamental insight into coal thermoplastic properties. Fuel, 300, 120981. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2021.120981.

15. Zhao, Ya., Xing, Ch., Shao, Ch., Chen, G., Sun, Sh., Chen, G., …, & Guo, Sh. (2020). Impacts of intrinsic alkali and alkaline earth metals on chemical structure of low-rank coal char: Semi-quantitative results based on FT-IR structure parameters. Fuel, 278, 118229. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.118229.

• Наступна >