Usuwanie jonów ołowiu, kadmu i miedzi z roztworów wodnych za pomocą żywicy jonowymiennej C 160

Industrial waste solutions may contain toxic Pb, Cu, Cd and other metal ions. These ions may also be components of leachates in landfills of ores. The toxicity of the ionic forms of these metals is high. For this reason the paper presents the results of studies on one of the methods to reduce their concentration in aqueous solutions. The article presents the results of studies on the removal of Pb2+, Cd2+ and Cu2+ ions from model aqueous solutions with synthetic ion exchange resin C 160 produced by Purolite. The investigated ion exchanger contains sulfonic acid groups (–SO3H) in its structure and is a strongly acidic cation-exchange resin. The range of the studied initial concentrations of the Pb2+, Cd2+ and Cu2+ ions in the solutions was from 6.25 mg/L to 109.39 mg/L. The results confirmed that the used ion exchange resin C160 efficiently removes the above-mentioned ions from the studied solutions. The highest degree of purification was achieved in lead solutions for the assumed range of concentrations and conditions of the ion exchange process. It reached 99.9%. In the case of other solutions, the ion exchange process occurs with lower efficiency, however it remains high and amounts to over 90% for all the ions. The results of research were interpreted on the basis of the Langmuir adsorption model. For each studied ion, sorption capacity of the ion exchange resin increases until the saturation and equilibrium state is reached. Based on the interpretation of the Langmuir equation coefficients, an indication can be made that the studied ion exchange resin has a major sorption capacity towards the copper ions. In their case, the highest value of constant qmax was obtained in the Langmuir isotherm. For Cu2+ ions it was 468.42 mg/g. For Pb2+ and Cd2+ ions, this parameter reached the values of 112.17 mg/g and 31.76 mg/g, respectively. Ion exchange resin C 160 shows the highest affinity for the Pb2+ ions. In this case, the achieved value of coefficient b is highest and equals 1.437 L/mg.Roztwory odpadowe zawierające m.in. jony metali Pb, Cu, Cd i inne powstają w przemyśle elektrochemicznej obróbki metali, w przemyśle przeróbki rud metali nieżelaznych, a także mogą być składnikiem odcieków ze składowisk odpadów tych rud. Toksyczność jonowych form tych metali jest znaczna, stąd w pracy podano wyniki badań jednego ze sposobów obniżenia ich koncentracji w roztworach wodnych. W artykule podano wyniki badań dotyczących usuwania jonów Pb2+, Cd2+ i Cu2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą syntetycznej żywicy jonowymiennej C 160 firmy Purolite. Badany jonit zawiera w swojej strukturze grupy sulfonowe (–SO3H) i należy do silnie kwaśnych kationitów. Zakres badanych stężeń początkowych jonów Pb2+, Cd2+ i Cu2+ w roztworach wynosił od 6,25 mg/dm3 d o 109,38 m g/dm3. Otrzymane wyniki potwierdziły, że wykorzystana żywica jonowymienna C160 skutecznie usuwa wymienione jony z badanych roztworów. Dla przyjętego zakresu stężeń i warunków procesu wymiany jonowej, największy stopień oczyszczenia roztworów osiągnięto dla ołowiu. Wynosił on 99,9%. W przypadku pozostałych roztworów wymiana jonowa zachodzi z wydajnością niższą, ale wysoką i wynosi dla wszystkich jonów ponad 90%. Wyniki badań zinterpretowano opierając się na modelu adsorpcji Langmuira. Dla każdego badanego jonu pojemność sorpcyjna jonitu wzrasta, aż do osiągnięcia wysycenia i stanu równowagi. Z interpretacji współczynników równania Langmuira wynika, że badany jonit charakteryzuje się największymi zdolnościami sorpcyjnymi w stosunku do jonów miedzi. W ich przypadku otrzymano największą wartość stałej qmax izotermy Langmuira. Dla jonów Cu2+ wyniosła ona 468,42 mg/g. Dla jonów Pb2+ i Cd2+ parametr ten przyjął odpowiednio wartości 112,17 mg/g i 31,76 mg/g. Jonit C160 wykazuje największe powinowactwo w stosunku do jonów Pb2+. W tym przypadku otrzymana wartość współczynnika b jest największa i równa 1,437 dm3/mg