ВВЕДЕНИЕ
Быстрое развитие ядерной энергетики, космической техники, электронной, электротехнической промышленности и других отраслей, особо чистых и специальных материалов, требует постоянного совершенствования технологии в производстве цветных металлов, редких, рассеянных и радиоактивных веществ за счет комплексной переработки всех видов сырья, в том числе регенерации техногенных отходов, разработки и внедрения новых и эффективных гидрометаллургических процессов и технологических схем.
В этом отношении перспективными являются методы ионного обмена и сорбции. Их использование обеспечивает высокую степень извлечения, концентрирования и разделения близких по свойствам элементов, получение высокочистых веществ. Широкое применение методы ионного обмена и сорбции получили в гидрометаллургии урана, в радиохимической промышленности при выделении трансурановых и транекюриевых элементов, радионуклидов, а также в процессах обезвреживания и дезактивации технологических отходов. При этом применяются как органические ионообменные материалы, гак и неорганические иониты. Последние отличаются повышенной термической и радиационной устойчивостью, избирательностью по отношению к отдельным ионам, доступностью и легкостью синтеза. Отмеченные свойства обуславливают повышенный интерес исследователей к указанному классу материалов, постоянный рост количества работ но синтезу различных нерастворимых неорганических соединений, обладающих сорбционными свойствами. Среди таких соединений выделяется широкий класс веществ оксиды и гидроксида. Сорбенты на их основе нашли эффективное применение при решении задач технологии чистых радиоактивных изотопов и очистки сточных вод от продуктов деления. В настоящее время иониты оксидногидроксидного типа применяются для избирательного извлечения лития, рубидия, цезия, мышьяка, урана, а также радионуклидов из рассолов, природных и термальных вод, из морской и океанической воды, получения высокочистых веществ для волоконной и специальной оптики, лазерной техники,
микрорадиоэлектроники, и т.д. Области применения указанного класса ионитов расширяются. Однако практическое использование оксидов и гидроксидов в значительной степени сдерживается недостаточной изученностью природы и механизма сорбционного и физикохимического взаимодействия в системах с их участием 1. Это объясняется сложностью и неопределенностью структуры оксидов и гидроксидов, разнообразием проявляемых свойств, сильно зависящих от условий синтеза. Наиболее полно изучено взаимодействие ионов, находящихся в растворах в микроконцентрациях, и
радионуклидов в процессах соосаждения и сорбции аморфными осадками
гидроксидов 2. Наибольшее количество публикаций в этой области связано с именем В.В.Вольхина, Ю.В. Егорова, 3. Коларжика, Дж. и М. Курбатовых, Ю.В. Морачевского и А.И. Новикова, В.И Плотникова, В.Т. Чуй ко. Исследования по соосаждению и сорбции макроколичеств ионов были направлены на разработку методов и схем очистки производственных технологических отходов например, от мышьяка 3. Весомый вклад в установление основных закономерностей сорбции в динамических условиях на гидроксиде железа внесли .. Пахолков с сотрудниками 3, 47. Были разработаны и испытаны технологические схемы и способы очистки термальных вод Паратунского и Паужегского месторождений на Камчатке от мышьяка и других вредных веществ, тонкой очистки растворов фторберрилата аммония, получения фтористого аммония, свободного от примесей фосфора и ряд других. В последнее время признано перспективным использование сорбционных процессов в синтезе композиционных материалов, в том числе сверхпроводящих, катализаторов и других веществ с уникальными свойствами.
Настоящая диссертационная работа посвящена изучению сорбционного взаимодействия ионов с гранулированными методом замораживания гелями гидроксидов меди, цинка, никеля, алюминия, железа, лантана, титана, циркония в водных растворах различных электролитах. Выбор объекта для исследования обусловлен явно недостаточной изученностью законов сорбционного взаимодействия в системах с оксидами и гидроксидами, необходимостью
решения различных задач по извлечению, концентрированию ценных компонентов, очистки их от примесей, а также получения сорбционным путем с последующей термообработкой композиционных материалов и высокочистых соединений для ядерной энергетики и катализаторов.
Общей целью диссертационной работы является исследование закономерностей синтеза оксидногидроксидных материалов, сорбционного взаимодействия в системах с их участием и использование полученных результатов для разработки новых способов извлечения, концентрирования элементов из водных растворов, переработки отходов производства и получения композиционных материалов катализаторов
Актуальность
- Київ+380960830922