GJ - Privredna komora Srbije

ADSORPCIJA JONA TEŠKIH METALA IZ SINTETIĈKIH RASTVORA NA
PRIRODNOM ZEOLITU KLINOPTILOLITU – TEORIJSKI PRISTUP
ADSORPTION OF HEAVY METAL IONS FROM SYNTHETIC SOLUTIONS
ON NATURAL ZEOLITE CLINOPTILOLITE – A THEORETICAL
APPROACH
A.A. Ilić 1 , S.M. Šerbula 1 , J.V. Kalinović 1 , T.S. Kalinović 1 , M. Gorunović 1 , D. Miljković 2 ,
M. Popović 2
1 Univerzitet u Beogradu, Tehnički fakultet u Boru, Bor, 2 RTB Bor, DOO TIR BOR, Bor
Rezime
Otpadne vode nastale u rudarstvu, iz aktivnih ili napuštenih leţišta, sadrţe jone teških metala u razliĉitim koliĉinama.
Pre njihovog ispuštanja u recipijent potrebno je izvšiti njihovo jednostepeno ili višestepeno preĉišćavanje. Adsorpcija
jona teških metala na prirodnim zeolitima predstavlja jedno od mogućih rešenja. Stepen i kapacitet adsorpcije jona
zavisi od brojnih faktora: poĉetne koncentracije jona, pH vrednosti i temperature rastvora, mase i granulacije zeolita i
vremena kontakta. Radi iskorišćenja teških metala, potrebno je izvršiti njihovu desorpciju sa površine zeolita pogodnim
reagensom. Prikazani literaturni podaci ukazuju da priodni zeolit klinoptilolit moţe se uspešno primeniti za adsorpciju
teških metala iz otpadnih voda.
Kljuĉne reĉi: Adsorpcija, Zeoliti, Klinoptilolit, Teški metali, Desorpcija
Abstract
Waste waters from active or abandoned pits contain heavy metals ions in various quantities. Prior to their release into
the recipient single or multiple-treatment should be conducted. Adsorption of heavy metal ions on natural zeolites is one
of the possible solutions. The degree and adsorption capacity of ions depends on many factors: the initial ion
concentration, pH and solution temperature, mass and grain size of zeolites, and time. For utilization of heavy metal
ions, it is necessary to desorb ions with suitable reagent from the surface of zeolites. Literature data indicate that natural
zeolite clinoptilolite can be successfully applied for the adsorption of heavy metal ions from wastewaters.
Keywords: Adsorption, Zeolites, Clinoptilolite, Heavy metal, Desorption
1. UVOD
Otpadne vode nastale u rudarstvu, iz aktivnih ili napuštenih leţišta, sadrţe jone teških metala u razliĉitim
koliĉinama. Za razliku od organskih zagaĊivaĉa, teški metali nisu biorazgradivi i imaju tendenciju
akumuliranja u ţivim bićima. U teške metale, koji su od posebne vaţnosti pri preĉišćavanju industrijskih
otpadnih voda, spadaju Zn, Cu, Ni, Hg, Cd, Pb i Cr. Danas se teţi ka tome da se otpadne industrijske vode
prerade u potpunosti kako bi mogle da se ispuste u prirodne vodotokove. Osnovni zadatak procesa
preĉišćavanja je što potpunije uklanjanje štetnih materija, primenom jednog ili više stepena preĉišćavanja.
Industrijske otpadne vode po svom sastavu i osobinama znaĉajno variraju ĉak i u okviru istih industrijskih
sektora, što predstavlja svojevrsni problem zaštite ţivotne sredine [1,2,3,4]. Zeoliti predstavljaju hidratisana
jedinjenja alumosilikata, alkalnih i zemnoalkalnih metala [5]. To su veoma porozne materije [6], koja se
sastoje od pora reda veliĉine 1·10 -9 m [7], zbog ĉega poseduju razvijenu unutrašnju površinu zbog ĉega se
mogu koristiti kao adsorbensi. Stepen adsopcije zeolita pre svega zavisi od veliĉine pora [8] i zajedno sa
kapacitetom izmene predstavlja osnovnu karakteristiku zeolita [6]. S obzirom da je kapacitet izmene
ograniĉen, zeoliti vremenom postaju zasićeni i potrebno je izvršiti njihovu regeneraciju [1]. Do sada je
pronaĊeno preko 40 prirodnih i 150 sintetiĉkih zeolita [8]. Osnovna prednost prirodnih zeolita je niska cena
koštanja [9]. MeĊutim, prirodni zeoliti su promenljive ĉistoće, što moţe biti njihova najveća mana, jer
neĉistoće u velikoj meri smanjuju kapacitet izmene i ograniĉavaju njihovu primenu [10]. Tretiranjem
površine zeolita rastvorima NaCl, KCl, CaCl 2 , CH 3 COOH, NaOH, HCl, NH 4 Cl moţe se povećati kapacitet
katjonske izmene zeolita [11,12,13]. Najrasprostranjeniji prirodni zeoliti su: klinoptilolit, mordenit, šabazit,
filipsit, skolecit, stilbit, analcim, laumontit, erionit i ferierit [9], od kojih klinoptilolit ima najveću primenu.
Efikasnost adsorpcije jona teških metala iz vodenih rastvora na zeolitima moţe se odrediti preko stepena i
kapaciteta adsorpcije. Stepen adsorpcije [3,4,14] predstavlja odnos izmeĊu adsorbovanih jona na adsorbensu
i njihove poĉetne koncentracije u teĉnoj fazi (jed.1.):
460