Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

О. Л. Лобачева, доцент кафедры общей химии, канд. хим. наук, эл. почта: Olga-59@yandex.ru
Н. В. Джевага, доцент кафедры геоэкологии, канд. хим. наук,
А. С. Данилов, ассистент кафедры геоэкологии, канд. техн. наук

Приведены экспериментальные и теоретические результаты исследования процессов ионного обмена в жидко-фазных системах, содержащих цветные металлы, редкоземельные элементы (РЗЭ) и поверхностно-активное вещество (ПАВ) — додецилсульфат натрия (NaDS). Процессы ионной флотации рассмотрены во взаимных системах, содержащих ионы Co⁺² и Ni⁺². Выбор солей данных катионов не случаен:
– актуальна задача очистки воды от катионов тяжелых металлов, в частности Co⁺² и Ni⁺²;
– при рН 7 эти ионы не образуют гидроксокомплексов и осадка гидроксида
– ионы Co⁺² и Ni⁺² образуют хорошо растворимые в воде соли с NaDS;
– известно много доступных методов анализа на эти ионы.
Исследованы процессы ионной флотации в системах, содержащих РЗЭ, NaCl и ПАВ. Влияние Cl^–-ионов на коэффициент распределения в системах, содержащих ионы Sm⁺³ и Eu⁺³, определяли путем сравнения констант нестойкости хлорокомплексов и гидроксокомплексов. Установлено, что с ростом концентрации NaCl у катионов исследуемых РЗЭ наблюдалось повышение рН начала извлечения и рН максимального извлечения. В работе рассмотрен инновационный метод исследования систем, содержащих РЗЭ и ПАВ — метод флотоэкстракции (Solvent Sublation — SS). Исследована возможность извлечения ионов лантаноидов (на примере ионов эрбия) методом SS с использованием в качестве собирателя NaDS, в качестве флотоэкстрагента применяли изооктиловый спирт (по мнению многих исследователей, является наиболее подходящим для таких работ). Концентрация ионов Er⁺³ в модельных растворах составляла 0,001 моль/л. В процессе SS с течением времени концентрация извлекаемых ионов асимптотически приближается к значению, характер ному для прихода системы в стационарное состояние. Установлено, что при таких условиях экспери мента степень извлечения максимальна для ионов Er⁺³ при рН 8,0.

Работа выполнена согласно стипендии Президента Российской Федерации для молодых ученых и аспирантов, проект СП-347.2019.1 «Инновационный подход к эффективному извлечению редкоземельных элементов ионной флотацией с возможностью их индивидуализации в процессах концентрирования разбавленных растворов техногенного генезиса».

1. Matveeva V., Danilov A., Pashkevich M. Treatment of multitonnage manganese-containing waste water using vermiculite // Journal of Ecological Engineering. 2018. Vol. 19, Iss. 1. P. 156–162. DOI: 10.12911/22998993/79416.
2. Strizhenok A. V., Korelskiy D. S., Kuznetsov V. S. The wastewater disposal system modernization during processing of amber deposit as a way to reduce the anthropogenic load on the baltic sea ecosystem // Journal of Ecological Engineering. 2019. Vol. 20, Iss. 3. P. 30–35. DOI: 10.12911/22998993/99731.
3. Lutskiy D., Litvinova T., Ignatovich A., Fialkovskiy I. Complex processing of phosphogypsum - a way of recycling dumps with reception of commodity production of wide application // Journal of Ecological Engineering. 2018. Vol. 19, Iss. 2. P. 221–225. DOI: 10.12911/22998993/83562.
4. Себба Ф. Ионная флотация. — М. : Металлургия, 1965. — 170 с.
5. Lemlich R. Adsorptive bubble separation techniques. — N.Y. : Academic Press, 1972. — 344 p.
6. Karger B. L., Devivo D. G. General survey of adsorptive bubble separation processes // Separation Science and Technology. 1968. Vol. 3, No. 5. P. 393–424.
7. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. — М. : Недра, 2008. — 711 c.
8. Bazhin V. Y., Aleksandrova T. A., Kotova E. L., Suslov A. P. A modern view of anomalies in the metal groups of the periodic system of D. I. Mendeleev // Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 239. P. 520–527. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.520.
9. Smirnova E., Lutskiy D. Improving the efficiency of purification in the technological cycles of limestone processing // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2019. Vol. 14, Iss. 12. P. 2306–2309.
10. Pashkevich M. A., Matveeva V. A., Danilov A. S. Migration of pollutants from the mining waste disposal territories on the Kola Peninsula // Gornyi Zhurnal. 2019. No. 1. P. 17–21. DOI: 10.17580/gzh.2019.01.04
11. Strizhenok A. V., Korelskiy D. S. Improvement of the system of industrial environmental monitoring of atmospheric air in the area of anthropogenic arrays impact // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1384. DOI: 10.1088/1742-6596/1384/1/012052.
12. Goman I. V. Case study analysis as a way of developing the environmental accountability of future oil and gas engineers // International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM. 2017. Vol. 17, Iss. 54. P. 17–26. DOI: 10.5593/sgem2017/54/S22.003.
13. Goman I. V., Varlakova E. A. Teaching communication skills in a foreign language to students of oil and gas specialization // Ibid. 2019. Vol. 19, Iss. 5.4. P. 295–300. DOI: 10.5593/sgem2019/5.4/S22.040.
14. Goman I. V. Development of the dialogue skills in a foreign language in comparing of oil benchmarks // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1384, Iss. 1. DOI: 10.1088/1742-6596/1384/1/012013.
15. Chang L., Cao Y., Fan G., Li C., Peng W. A review of the applications of ion floatation: wastewater treatment, mineral beneficiation and hydrometallurgy // RSC Advances. 2019. Vol. 9, Iss. 35. P. 20226–20239. DOI: 10.1039/c9ra02905b.
16. Hoseinian F. S., Rezai B., Safari M., Deglon D. et al. Effect of hydrodynamic parameters on nickel removal rate from wastewater by ion flotation // Journal of Environmental Management. 2019. Vol. 244. P. 408–414. DOI: 10.1016/j.jenvman.2019.05.067.
17. Ghosh R., Vaishampayan V., Mahapatra A., Malhotra R. et al. Enhancement of limit of detection by inducing coffee-ring effect in water quality monitoring microfluidic paper-based devices // Desalination and Water Treatment. 2019. Vol. 156. P. 316–322. DOI: 10.5004/dwt.2019.23715.
18. Dzhevaga N. V., Lobacheva O. L. Analysis of the mixture of rare earth elements by atomic spectroscopy // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1384, Iss. 1. DOI: 10.1088/1742-6596/1384/1/012008.
19. Абрамзон А. А. Поверхностно-активные вещества. Справочник. — Л. : Химия, 1979. — 376 с.
20. Русанов А. И., Левичев С. А., Жаров В. Т. Поверхностное разделение веществ. — Л. : Химия, 1981. — 184 с.
21. Lobacheva O., Dzhevaga N. Rare-earth elements recovery on the example of Europium (III) from lean technogenic raw materials // Journal of Ecological Engineering. 2017. Vol. 18, Iss. 6. P. 122–126. DOI: 10.12911/22998993/76827.
22. Lobacheva O. L., Chirkst D. E., Dzhevaga N. V., Bazhin V. Yu. Ion flotation of cations of cerium group // Russian Journal of Applied Chemistry. 2013. Vol. 86, Iss. 12. P. 1862–1866. DOI: 10.1134/S1070427213120100.
23. Савин С. Б. Арсеназо III. — М. : Атомиздат, 1966. — 265 с.
24. Chirkst D. E., Lobacheva O. L., Berlinskii I. V., Dzhevaga N. V. Thermodynamics of formation of lanthanide hydroxo complexes in aqueous solutions // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2012. Vol. 57, No. 4. P. 605–609.
25. Lu S., Zhu X. Solvent sublation: theory and application // Separation and Purification Methods. 2001. Vol. 30, No. 2. P. 157–189.
26. Лобачева О. Л. Флотоэкстракция ионов никеля из разбавленных водных растворов // Записки Горного института. 2006. Т. 169. С. 156–158.
27. Lobacheva O. L., Berlinskii I. V., Cheremisina O. V. Solvent sublation and ion flotation in aqueous salt solutions containing Ce (III) and Y (III) in the presence of a surfactant // Russian Journal of Applied Chemistry. 2014. Vol. 87, No. 12. P. 1863–1867.