ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2021-12-15-23ekip-1951Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSАдсорбенты из неорганических техногенных отходовAdsorbents Made of Inorganic Industrial WasteСамонинВ.В.SamoninV.V.

д-р техн. наук, зав. кафедрой

Dr. Science (Eng.), Head of Chair

podpiska@kalvis.ruСпиридоноваЕ.А.SpiridonovaE.A.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruЗотовА.С.ZotovA.S.

инженер

Engineer

podpiska@kalvis.ruПодвязниковМ.Л.PodvyaznikovM.L.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruГарабаджиуА.В.GarabajiuA.V.

д-р хим. наук, проректор по научной работе

Dr. Sci. (Chem.), Pro-rector for Research

podpiska@kalvis.ruСанкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)РоссияSaint Petersburg State Technological Institute (Technical University)Russian Federation20210112202125121523Copyright © ООО "Калвис", 20212021ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/1951

Приведены сведения о возможности получения адсорбентов из неорганических техногенных отходов и показана сырьевая база для реализации данной задачи. В качестве сырья использованы неорганические отходы процессов водоочистки, отходы добывающей промышленности и строительства, продукты сгорания твердого топлива, отработанные неорганические сорбенты, катализаторы и химические поглотители отходы химической промышленности, отходы металлургической промышленности и металлообработки. Проанализированы технологические приемы получения адсорбентов из неорганических техногенных отходов, приводятся параметры пористой структуры и сорбционной активности адсорбентов по органическим соединениям и катионам цветных металлов из водных сред.

Data demonstrate the possibility of manufacturing adsorbents by using inorganic industrial waste and provide raw material list for this purpose. Inorganic waste coming from water treatment, mining and construction industries, solid fuel combustion products, spent inorganic sorbents, catalysts and chemical absorbers, chemical, metallurgical and metal finishing industries waste are used as raw materials. Adsorbents production methods by using inorganic industrial waste have been analysed, and parameters of porous structure and adsorbents sorption activity in terms of organic compounds and cations of non-ferrous metals resulting from aqueous medium are listed.

отходыостаткипереработкаадсорбентудельная поверхностьобъем порсорбционная активностьочистка водыудаление красителейудаление ионов тяжелых металловwasteresiduesprocessingadsorbentspecific surfacepore volumesorption activitywater purificationdye removalheavy metal ion removalReferencesЦгоев Т.Ф., Теблоев Р.А., Бязрова Д.Б. Отходы производства и потребления. Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет), 2020. 423 с.Цгоев Т.Ф., Теблоев Р.А., Бязрова Д.Б. Отходы производства и потребления. Владикавказ, Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет), 2020. 423 с.Шилкина С.В. Мировые тенденции управления отходами и анализ ситуации в России. Интернет-журнал "Отходы и ресурсы". 2020. № 1. https://resources.today/PDF/05ECOR120.pdf (доступ свободный).Шилкина С.В. Мировые тенденции управления отходами и анализ ситуации в России. Интернет-журнал "Отходы и ресурсы". 2020. № 1. https://resources.today/PDF/05ECOR120.pdf (доступ свободный).https://studopedia.ru/4_159453_othodi-proizvodstva-ipotrebleniya-obrazovanie-othodov-proizvoditeli-othodov-termini-i-opredeleniya.html.https://studopedia.ru/4_159453_othodi-proizvodstva-ipotrebleniya-obrazovanie-othodov-proizvoditeli-othodov-termini-i-opredeleniya.html.Espejel-Ayala F., Schouwenaars R., Dura′n-Moreno A., Rami′rez-Zamora R.M. Use of drinking water sludge in the production process of zeolites. Res Chem Intermed. 2015. 10.13140/RG.2.1.2299.2481.Espejel-Ayala F., Schouwenaars R., Dura′n-Moreno A., Rami′rez-Zamora R.M. Use of drinking water sludge in the production process of zeolites. Res Chem Intermed. 2015. 10.13140/RG.2.1.2299.2481.Makris K.C., Sarkar D., Datta R. Evaluating a drinking-water waste by-product as a novel sorbent for arsenic. Chemosphere. 2006. V. 64. P. 730—741.Makris K.C., Sarkar D., Datta R. Evaluating a drinking-water waste by-product as a novel sorbent for arsenic. Chemosphere. 2006. V. 64. P. 730—741.Ульянова В.В., Собгайда Н.А. Утилизация отходов керамики и сельхозпереработки в сорбционные материалы для очистки стоков от ионов тяжелых металлов. Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. № 7. С. 4—9.Ульянова В.В., Собгайда Н.А. Утилизация отходов керамики и сельхозпереработки в сорбционные материалы для очистки стоков от ионов тяжелых металлов. Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. № 7. С. 4—9.Deng Y., Wheatley A. Mechanisms of Phosphorus Removal by Recycled Crushed Concrete. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018. 15. 357. 10.3390/ijerph15020357.Deng Y., Wheatley A. Mechanisms of Phosphorus Removal by Recycled Crushed Concrete. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2018. 15. 357. 10.3390/ijerph15020357.Kundua S, Kavalakatt S. S., Pal A., Ghosh S. K., Mandal M., Pal T. Removal of arsenic using hardened paste of Portland cement: batch adsorption and column study. Water Research. 2004. V. 38. P. 3780—3790.Kundua S, Kavalakatt S. S., Pal A., Ghosh S. K., Mandal M., Pal T. Removal of arsenic using hardened paste of Portland cement: batch adsorption and column study. Water Research. 2004. V. 38. P. 3780—3790.Petrella A., Spasiano D., Race M., Rizzi V., Cosma P., Liuzzi S., De Vietro N. Porous Waste Glass for Lead Removal in Packed Bed Columns and Reuse in Cement Conglomerates. Materials. 2019. V. 12. № 1. 10.3390/ma12010094.Petrella A., Spasiano D., Race M., Rizzi V., Cosma P., Liuzzi S., De Vietro N. Porous Waste Glass for Lead Removal in Packed Bed Columns and Reuse in Cement Conglomerates. Materials. 2019. V. 12. № 1. 10.3390/ma12010094.Арасланова Л.Х., Сальманова Э.Р., Соловьева Е.А., Ларькина А.А., Туктарова И.О., Назаров А.М. Исследование эффективности природных и модифицированных сорбентов для очистки сточных вод на основе отходов обработки слюдистых кварцитов. Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal. Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. 2019. Т. 11. № 1. С. 106—116.Арасланова Л.Х., Сальманова Э.Р., Соловьева Е.А., Ларькина А.А., Туктарова И.О., Назаров А.М. Исследование эффективности природных и модифицированных сорбентов для очистки сточных вод на основе отходов обработки слюдистых кварцитов. Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal. Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. 2019. Т. 11. № 1. С. 106—116.Pacewska B., Szychowski D. Mineral-carbon sorbents based on post-decarbonization lime and mixture of hydrocarbons. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2005. V. 80. P. 687—693.Pacewska B., Szychowski D. Mineral-carbon sorbents based on post-decarbonization lime and mixture of hydrocarbons. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2005. V. 80. P. 687—693.Cheira M.F., Mira H.I., Sakr A.K., Mohamed S.A. Adsorption of U(VI) from acid solution on a low-cost sorbent: equilibrium, kinetic, and thermodynamic assessments. NUCL SCI TECH. 2019. V. 30. P. 156.Cheira M.F., Mira H.I., Sakr A.K., Mohamed S.A. Adsorption of U(VI) from acid solution on a low-cost sorbent: equilibrium, kinetic, and thermodynamic assessments. NUCL SCI TECH. 2019. V. 30. P. 156.Ханхасаева С.Ц., Дашинамжилова Э.Ц., Бардамова А.Л., Аюрова О.Ж. Сорбционные и ионообменные процессы получение адсорбционных материалов из бентонитовой глины, содержащей органический краситель. Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 2. С. 251—256.Ханхасаева С.Ц., Дашинамжилова Э.Ц., Бардамова А.Л., Аюрова О.Ж. Сорбционные и ионообменные процессы получение адсорбционных материалов из бентонитовой глины, содержащей органический краситель. Журнал прикладной химии. 2019. Т. 92. Вып. 2. С. 251—256.Zgureva D., Stoyanova V., Shoumkova A., Boycheva S., Avdeev G. Quasi Natural Approach for Crystallization of Zeolites from Different Fly Ashes and Their Application as Adsorbent Media for Malachite Green Removal from Polluted Waters. Crystals. 2020. V. 10. 1064. 10.3390/cryst10111064.Zgureva D., Stoyanova V., Shoumkova A., Boycheva S., Avdeev G. Quasi Natural Approach for Crystallization of Zeolites from Different Fly Ashes and Their Application as Adsorbent Media for Malachite Green Removal from Polluted Waters. Crystals. 2020. V. 10. 1064. 10.3390/cryst10111064.Nowak P., Muir B., Solińska A., Franus M., Bajda T. Synthesis and Characterization of Zeolites Produced from Low-Quality Coal Fly Ash and Wet Flue Gas Desulphurization Wastewater. Materials. 2021. V. 14. 1558. 10.3390/ma14061558.Nowak P., Muir B., Solińska A., Franus M., Bajda T. Synthesis and Characterization of Zeolites Produced from Low-Quality Coal Fly Ash and Wet Flue Gas Desulphurization Wastewater. Materials. 2021. V. 14. 1558. 10.3390/ma14061558.Sanna A., Maroto-Valer M.M. Potassium-based sorbents from fly ash for high-temperature CO2 capture. Environ Sci Pollut Res. 2016. V. 23. P. 22242—22252.Sanna A., Maroto-Valer M.M. Potassium-based sorbents from fly ash for high-temperature CO2 capture. Environ Sci Pollut Res. 2016. V. 23. P. 22242—22252.Styszko K., Szczurowski J., Czuma N., Makowska D., Kistler M., Uruski Ł. Adsorptive removal of pharmaceuticals and personal care products from aqueous solutions by chemically treated fly ash. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2018. V. 15. P. 493—506.Styszko K., Szczurowski J., Czuma N., Makowska D., Kistler M., Uruski Ł. Adsorptive removal of pharmaceuticals and personal care products from aqueous solutions by chemically treated fly ash. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2018. V. 15. P. 493—506.Balsamo M., Di Natale F., Erto A., Lancia A., Montagnaro F., Santoro L. Reuse of coal combustion ash as sorbent: the effect of gasification treatments. Combust. Sci. Technol. 2012. Vol. 184. P. 956—965.Balsamo M., Di Natale F., Erto A., Lancia A., Montagnaro F., Santoro L. Reuse of coal combustion ash as sorbent: the effect of gasification treatments. Combust. Sci. Technol. 2012. Vol. 184. P. 956—965.He X., Xu W., Sun W., Ni J. Phosphate removal using compounds prepared from paper sludge and fly ash. Environ Earth Sci. 2013. Vol. 70. P. 615—623.He X., Xu W., Sun W., Ni J. Phosphate removal using compounds prepared from paper sludge and fly ash. Environ Earth Sci. 2013. Vol. 70. P. 615—623.Masahiko K., Shiramizu M., Sato T. Repeatable use of wood ash to remove lead from contaminated water. J Mater Cycles Waste Manag. 2015. V. 17. P. 590—597.Masahiko K., Shiramizu M., Sato T. Repeatable use of wood ash to remove lead from contaminated water. J Mater Cycles Waste Manag. 2015. V. 17. P. 590—597.Глушанкова И.С., Калинина Е.В., Демина Е.Н. Модифицированные сорбенты на основе шлама содового производства для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов и сточных вод. Теоретическая и прикладная экология. 2018. №3. С. 100—108.Глушанкова И.С., Калинина Е.В., Демина Е.Н. Модифицированные сорбенты на основе шлама содового производства для извлечения ионов тяжёлых металлов из водных растворов и сточных вод. Теоретическая и прикладная экология. 2018. №3. С. 100—108.Salehi1 A., Kani E.N. Green cylindrical mesoporous adsorbent based on alkali-activated phosphorous slag: synthesis, dye removal, and RSM modeling. Adsorption. 2018. Vol. 24. P. 647—666.Salehi1 A., Kani E.N. Green cylindrical mesoporous adsorbent based on alkali-activated phosphorous slag: synthesis, dye removal, and RSM modeling. Adsorption. 2018. Vol. 24. P. 647—666.Na C.-K., Park H., Jho E.H. Utilization of waste bittern from saltern as a source for magnesium and an absorbent for carbon dioxide capture. Environ Sci Pollut Res. 2017. Vol. 24. P. 22980—22989.Na C.-K., Park H., Jho E.H. Utilization of waste bittern from saltern as a source for magnesium and an absorbent for carbon dioxide capture. Environ Sci Pollut Res. 2017. Vol. 24. P. 22980—22989.Rogalewicz B., Czylkowska A., Anielak P., Samulkiewicz P. Investigation and Possibilities of Reuse of Carbon Dioxide Absorbent Used in Anesthesiology. Materials. 2020. Vol. 13. P. 5052. 10.3390/ma13215052.Rogalewicz B., Czylkowska A., Anielak P., Samulkiewicz P. Investigation and Possibilities of Reuse of Carbon Dioxide Absorbent Used in Anesthesiology. Materials. 2020. Vol. 13. P. 5052. 10.3390/ma13215052.Maskalchuk L.N., Baklai A.A., Leont’eva T.G., Makovskaya N.A. Removal of Cesium Radionuclides from Aqueous Media with an Aluminosilicate Sorbent Prepared from Belaruskalii Production Waste. Radiochemistry. 2019. Vol. 61. № 4. P. 459—463.Maskalchuk L.N., Baklai A.A., Leont’eva T.G., Makovskaya N.A. Removal of Cesium Radionuclides from Aqueous Media with an Aluminosilicate Sorbent Prepared from Belaruskalii Production Waste. Radiochemistry. 2019. Vol. 61. № 4. P. 459—463.Bernalte E., Kamieniak J., Randviir E.P., Bernalte-Garciac A., Banks C.E. The preparation of hydroxyapatite from unrefined calcite residues and its application for lead removal from aqueous solutions. RSC (The Royal Society of Chemistry) Adv. 2019. Vol. 9. P. 4054—4062.Bernalte E., Kamieniak J., Randviir E.P., Bernalte-Garciac A., Banks C.E. The preparation of hydroxyapatite from unrefined calcite residues and its application for lead removal from aqueous solutions. RSC (The Royal Society of Chemistry) Adv. 2019. Vol. 9. P. 4054—4062.Самонин В.В., Украинцева Т.В., Григорьева Л.В., Исакова В.Г., Исаков Г.И. Химический поглотитель известковый — основной поглотитель диоксида углерода в пожарном деле, получаемый из отработанного продукта. Альтернативная энергетика и экология. 2008. №9. С. 147—153.Самонин В.В., Украинцева Т.В., Григорьева Л.В., Исакова В.Г., Исаков Г.И. Химический поглотитель известковый — основной поглотитель диоксида углерода в пожарном деле, получаемый из отработанного продукта. Альтернативная энергетика и экология. 2008. №9. С. 147—153.Самонин В.В. Изучение кинетики обжига модифицированных известей. ЖФХ. 2000. Т. 74. № 11. С. 2040—2044.Самонин В.В. Изучение кинетики обжига модифицированных известей. ЖФХ. 2000. Т. 74. № 11. С. 2040—2044.Kostura B., Kulveitovaґ H., Lesˇko J. Blast furnace slags as sorbents of phosphate from water solutions. Water Research. 2005. Vol. 39. P. 1795—1802.Kostura B., Kulveitovaґ H., Lesˇko J. Blast furnace slags as sorbents of phosphate from water solutions. Water Research. 2005. Vol. 39. P. 1795—1802.Mercado-Borrayo B.M., Gonzaґlez-Chaґvez J.L., Ramıґrez-Zamora R.M., Schouwenaars R. Valorization of Metallurgical Slag for the Treatment of Water Pollution: An Emerging Technology for Resource Conservation and Re-utilization. Journal of Sustainable Metallurgy. 2018. N. 4. P. 50—67.Mercado-Borrayo B.M., Gonzaґlez-Chaґvez J.L., Ramıґrez-Zamora R.M., Schouwenaars R. Valorization of Metallurgical Slag for the Treatment of Water Pollution: An Emerging Technology for Resource Conservation and Re-utilization. Journal of Sustainable Metallurgy. 2018. N. 4. P. 50—67.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.