ВОЛЬФРАМНЫҢ ТАБИҒАТЫ. ӘРТҮРЛІ СОРБЕНТТЕРМЕН СОРБЦИЯЛЫҚ БӨЛІНУІ

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

ВОЛЬФРАМНЫҢ ТАБИҒАТЫ. ӘРТҮРЛІ
СОРБЕНТТЕРМЕН СОРБЦИЯЛЫҚ БӨЛІНУІ

Амангелді А.А.
магистрант, аналитикалық, коллоидтық
және сирек элементтер технологиясы кафедрасы,
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті,
ҚР, Алматы қ.
E-mail: arailym_almabekovna@mail.ru

Исмаилова А.Г.
х.ғ.к., доцент, аналитикалық, коллоидтық
және сирек элементтер технологиясы кафедрасы,
әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті,
ҚР, Алматы қ.
E-mail: Akmaral.Ismailova@kaznu.kz

Аннотация: Мақалада вольфрамның сорбциясы және оның бөлінуіне молибденнің әсері қарастырылған. Сорбция процесі статикалық жағдайда орындалған, сорбенттер ретінде синтетикалық (ЭДЭ-10П, КУ-1) және табиғи ( сексеуіл, өрік дәнектері, жүзім дәнектері, шунгит, БАУ) минералдары қолданылған. Сорбция процесіне әртүрлі факторлардың әсері зерттелген: ортаның қышқылдылығы, уақыт, қатты және сұйық фаза қатынасы. Вольфрам мен молибденнің бір-бірінен бөліну мақсатында нақты шамалары бар металл қоспаларынан жасанды ерітінді дайындалған. Cтандартты ерітінділерден әртүрлi синтетикалық және минералды сорбенттермен сорбциясы орындалған, вольфрам eрiтiндiciнiң салыстырмалы алмасу сыйымдылығы шунгит (САС=0,507 мольг), БАУ (САС=0,541мольг, ЭДЭ-10П (САС=0,541 мольг) есептелген. Вольфрамның cандық бөлiнуiн қамтамаcыз eтeтiн жағдайлар рН=1,0; Cбаcт=5,43∙10 -3мольл; қатты зат пен сұйық зат қатынасы 1:100 таңдалған. Вольфрам мeн молибдeннeн тұратын жаcанды eрiтiндiден 24 сағатта вольфрамның молибденнен шунгитпен бөліну мүмкіндігі қарастырылған.
Кілт сөздер: сорбция, вольфрам, молибден, синтетикалық және минералды сорбенттер.

Кіріспе
Вольфрам металы - керемет тығыз болуымен қатар, ол өте термотұрақты және барлық элементтердің ішіндегі балқу температурасы ең жоғары металл.[1]
Қазір уақытта біз вольфрамды түрлі қалыпқа келтіру, мұздықтарды кесіп өту, рентген сәулелерін шығару және жарылғыш заттар орнына вольфрамды қолдану арқылы ғимараттарды қирату үшін қолданамыз.
Оның мағынасын түсіну үшін біз әлемдегі барлық нәрсені қалыптастырған бәсекеге қабілетті күштерді түсінуіміз керек және өмір эволюциясының негізіндегі құпияны білу мақсатында элементтерді іске асыра алуымыз керек[2]. Күшті компоненттерді жасау үшін күшті құралдарды қажет етеді - бұл табиғаттағы ең қиын заттардың бірі вольфрам көмегімен болады.
Вольфрам талшықтары бізге ғасырлар бойы жақсы қызмет етіп келеді, олар әрдайым жарықтан гөрі жылу шығаруда әлдеқайда жақсы болған - кейбір шамдарда энергияның 97% -ы жылу ретінде жоғалған. Сондықтан бүкіл әлемде қыздыру шамдары қазір әлдеқайда тиімді ықшам флуоресценттермен, жарық диодтарымен және басқа технологиялармен алмастырылуда.
Вольфрам әлі күнге дейін әлемді әртүрлі жолмен көруге көмектесетін екі шешуші технологияның негізі болып табылады.
Вольфрамның жіпшелері рентген сәулелері ретінде қолданылып, денелеріміз бен сүйектерімізді көруге мүмкіндік береді, сонымен бірге кемелер, ұшақтар мен көпірлердің бөлшектерін құрайды. [3] Электронды зеңбіректердің эмитент ұштарын қалыптастыру үшін қолданылады, бұл электронды микроскоптарда заттарды бір молекула сияқты ұсақ етіп қарастырумызға болады.
Вольфрамның тығыздығы оны өз атауы сияқты - шведтік венгреннен, ауыр тастан шыққан. Бұл темірден үш есе, қорғасыннан екі есе тығыз және іс жүзінде алтынмен бірдей.
Кембриялық жарылыс кезінде металдың жаңа түрлерінің көбеюі вольфрамның қайталанбас қасиеттерін пайдалану үшін дамыды. Бұл сноубордтардың жолдарындағы саңылауларда, қоңырау кезінде ұялы телефондарымызды дірілдеткіштерде, балық аулауға арналған салмақтарда, допты қаламдардағы шарларда және кәсіби дарттарда қолданылады.
Вольфрамның ерекше қасиеттері жарылғыш заттарсыз жұмыс істейтін зымырандар класының дамуына әкелді [4-7] .
Вольфрамның осы түріндегі жалғыз қарсыласы уранның радиоактивті элементі болып табылады. Тұндырылған уран вольфрам сияқты тығыз және әскери артықшылығы бар - оның болат резервуарымен соққы жасау кезінде пайда болатын экстремалды температурада күйіп кетеді.
Кувейт халқы бірінші Парсы шығанағындағы соғыстан кейін анықтағанындай, таусылған уран күйіп кеткеннен кейін оның өлімге әкелетін шаңын қалдырады. Бұл таңқаларлық болып көрінеді, бірақ соғыс әлемінде вольфрам экологиялық таза балама болып табылады[8].
Бұл дамып келе жатқан әскери және өнеркәсіптік мақсаттар неге вольфрамды көптеген халықтар маңызды стратегиялық элемент ретінде жіктейтінін түсіндіреді.
Әлемдік жеткізілімнің 80% -дан астамы Қытайда және соңғы жылдары Қытай вольфрамның экспортына басқа да шикізат тауарларына шектеу қойды [9]. Ол Қытайдың өзінде вольфрамды қолданатын жоғары технологиялық өндірістерді дамытуға ынталандырғысы келеді. Бұл вольфрам сұранысының артуын көрсетеді.
Бейорганикалық иондардың концентрленуі мен бөлінуіне арналған сорбциялық әдістер химиялық анализде жетекші орындардың бірін алады. Сорбция әдісіне байланысты жұмыстар жүргізіліп, жаңа материалдардың қасиеттері зерттелуде[10,11].
Ауыр металдарды бөліп алуда тиімді сорбент синтетикалық болып табылады, олар сорбцияның алмасу сыйымдылығы жоғары иондық шайырлар (катион алмастырғыштар) [12]. Алайда Қазақстан Республикасында ионит өндірісі қарқынды дамымаған, және оларды шет елдерден әкелу экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Балама болуы мүмкін табиғи материалдардың катион алмастырғыштардан сыйымдылығы аз, бірақ ион алмастырғыштарға қарағанда әлдеқайда арзан болып келеді[13].
Техника мен ғылымның даумына байланысты барынша тиімді, сонымен қатар арзан шикізаттарға сұраныс артып отыр. Солардың ішінде активтелген көмірді әртүрлі тамақ өндірісі қалдықтарынан бөліп алу[14]. Олардың қатарына сексеуіл, өрік сүйегі, шунгит, жүзім сүйегі жатады. Активтелген көмір химиялық технология мен анализ үдерістерінде кеңінен қолданысқа ие[15]. Ол үдерістердің ішіндегі маңызға ие сорбция да жатады. Активтелген көмір негізіндегі сорбенттерді қолдану экологиялық, экономикалық өте тиімді. Мысалы, минералды негізді шунгит сорбциялық қана емес, сонымен қатар бактериалды, каталитикалық, тотықтырғыштық қасиеттерге ие [16,17]. Осы уақытқа дейін шунгит негізіндегі сорбенттер ауыр металдарды, аммиак, мұнай өнімдерін және пестицитидтер мен көптеген органикалық қосылыстарды сорбциялау кезінде қолданылып, жоғары адсорбциялық сыйымдылық мәндерін көрсеткен[18].

Тәжірибелік бөлім
Жұмыста вольфрам (VI) мен молибден (VI) тұздары алынып, белгілі бір көлемдегі ерітінділер дайындылды. Ерітіндідегі металдың нақты концентрациялары гравиметриялық әдіспен анықталды. Алынған стандартты ерітінділердегі метал иондарының ерітіндідегі күйі анықталынып, сорбция үдерісін іске асыруға барлық жағдай жасалды.
Зерттеу мақсаты - вольфрам сорбциясына молибден иондарының әсерін қарастыру. Сол себепті вольфрам иондары мен қатар молибден иондарының жеке сорбция үдерістері орындалды.
Вольфрам мен молибден сорбциясын жүргізу барысында синтетикалық және минералды сорбенттер қолданылды. Синтетикалық сорбенттер ретінде катионит: КУ-1; ал анионит: ЭДЭ-10П алынды. Минаралды сорбенттер: Сексеуіл, Өрік дәнектері, Жүзім дәнектері, БАУ, Шунгит алынды. Синтетикалық сорбенттер туралы мәлімет 1- кестеде көрсетілген.

Кесте 1. Синтетикалық сорбенттер
Сорбент маркасы
Тіркелген тобы
Функционалды тобы
Түрі
Қолданылуы
КУ-1
Күшті қышқылды анионит
Фенолды, сульфо-
Поликонденсационды
Гидрализатор ретінді өсімдік өсіруде
ЭДЭ-10П
Әлсіз негізді катионит
Екіншілік, үшіншілік, төртіншілік алифатты амин қосылыстары

Гетерогенді

Жұмыста бірнеше шикізаттар активтелген көмір негізіндегі сорбенттер қолданылды, олардың сипаттамалары 2- кестеде келтірілген.
1. Шунгит негізіндегі сорбент - №1
2. Сексеуіл негізіндегі сорбент - №2
3. Жүзім негізіндегі сорбент - №3
4. Өрік сүйектері негізіндегі сорбент - №4
5. БАУ - №5

Кесте 2. Сорбенттер сипаттамасы

Сипаттамасы
Сорбент

№1
№2
№3
№4
№5
Меншікті беттік ауданы, S, м2г
245,5
367,8
664,7
815,9
624,95
Кеуектердің суммарлы көлемі, см[3]г
0,44
0,56
0,71
0,77
0,58
Золділігі, %
27,56
4,93
5,56
5,77
4,35
Ылғалдылығы, %
3,05
4,07
7,15
7,09
2,54
Су жұту рН-ы
8,4
8,5
7,2
7,1
7,4
Йод бойынша адсорбциялық активтілігі, %
20,26
32,64
73,58
63,66
26,82

Сорбция үдерісі статикалық жағдайда сорбцияға арналған конустық колбаларда жүзеге асырылды. Реагенттер массалары аналитикалық таразыда өлшенді. Араластыру механикалық жолмен белігілі бір уақыт аралығына дейін орындалды.
Тәжірибенің орындалу реті: - ұнтақ күйіндегі тұздардан вольфрам (VI) мен молибденнің (VI) концентрациясын айқындайтын массалары аналитикалық таразыда өлшеп, стандартты ерітінділері дайындалды. - сорбция процесі орындалды
Жүйeдeгi вольфрам таралуын бақылау cпeктрофотомeтрлiк нeмece рeнтгeнфлуроcцeнттi әдістерімен анықталды. Вольфрамды cпeктрофотомeтрлiк анықтауда фоcфорлы-ванадийлi рeагeнтiмeн жүргiзілді, жәнe оның мәні КФК-2М фотоколоримeтрдe өлшeндi. Молибденнің таралуы УФ-спектрометрде анықталды. Метал иондарының градуирленген графиктері тұрғызылды.
Ерітінділердің қышқылдылығы әр металға сай жасалынды. Ол үшін хлор-күмicтi cалыcтырмалы және шыны элeктродтары ЭCК-10603 бар pH-мeтр (И-160МИ) қолданылды.
Сорбция үдерісі белгілі бір қатынастағы реагенттерді конустық колбаға біріктіріп, механикалық араластыру арқылы орындалды. Жүйедегі тепе-теңдіктің орын алу уақыты (араластыру уақыты) 1 минут.

Нәтижелер және оларды талқылау
Вольфрамды синтетикалық сорбенттермен сорбциялауға анионит - ЭДЭ-10П, катионит - КУ-1 қолданылды.
Жұмыс барысы. Алдын-ала синтетикалық сорбенттерді формаға ауыстыру жұмыстары жүргізілді. Ол үшін қажет емес қоспадан арылу мақсатында натрий хлориді мен тұз қышқылы ерітіндісінде сорбенттер бір тәулікке қойылды. Күміс нитратымен сорбенттердің жарамдылығы тексеріліп, дистелденген сумен жуылды. 5 г синтетикалық сорбент аналитикалық таразыда өлшеп алынып, 50 мл вольфрам стандартты ерітіндісімен 1:10 қатынаста қосылды. 15; 30; 60; 120; 180 минут пен 1 тәулік уақыт өткен кезде аликвот алынып, сәйкесінше реагенттермен бояп, фотоколориметрде толқын ұзындығы λ=400 нм, кювета қалыңдығы l=30 мм нольдік ерітіндімен салыстыра өлшенді. Зерттеу жұмысы 25 мл өлшеуіш колбасында орындалды. Алынған сандық сипаттамаларды қолдана отырып, градуирленген графиктен сорбциядан кейінгі вольфрам (молибден) концентрациясы анықталынып, есептемелер жүргізілді. Бөліну дәрежесі мен уақыт арасындағы тәуелділік 1-суретте берілген.

1 - КУ-1; 2 - ЭДЭ-10П
Сурет 1. Вольфрамның синтетикалық сорбенттермен сорбциясы

Вольфрамның синтетикалық сорбенттермен сорбциясы жақсы нәтиже берді, КУ-1 мен ЭДЭ-10П сорбенттерінің бөліну дәрежелері жоғары.
Вольфрамның минералды сорбенттермен сорбциясы. Вольфрамды минералды сорбенттермен сорбциялауға ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.