Получение и производство металлов из природных минерально-сырьевых источников приводит к образованию большого количества жидких, твердых и газообразных отходов разных классов опасности, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. В производстве диоксида титана из ильменитового концентрата образуется гидролизная серная кислота, в состав которой входят различные катионы металлов, их основную часть составляют катионы железа (III) и титана (IV). Отходы гидролизной кислоты направляют на хранение в кислотонакопители, которые оказывают высокую экологическую нагрузку на окружающую среду. В статье описана технология ионообменной очистки сточных вод кислотонакопителя от катионов железа (III) и титана (IV), образующих с сульфат-ионами и компонентами органических отходов в кислых средах соединения, которые подвергаются диспергации и пылеуносу при испарении водного техногенного объекта, особенно в летний сезон. Изучен процесс сорбции комплексных катионов железа (III) [FeSO4]+ и катионов титанила TiO2+ из сернокислых растворов на катионитах КУ-2-8, Puromet MTS9580 и Puromet MTS9560. Получены изотермы сорбции как индивидуальных катионов [FeSO4]+ и TiO2+, так и в совместном присутствии. Рассчитаны значения констант равновесия при температуре 298 K и изменения энергии Гиббса. Определены емкостные характеристики сорбента для отдельно взятых катионов и в совместном присутствии.
Вопросы комплексной переработки минерального сырья актуальны вследствие обеднения имеющихся сырьевых запасов и с возможностью использования технологических отходов, которые образуются в процессе переработки сырьевых источников, для получения ценных компонентов. В технологической схеме переработки апатитового концентрата сернокислотным способом образуется большое количество фосфогипса со средним содержанием легких редкоземельных металлов (РЗМ) 0,032-0,45 %. При обработке фосфогипса растворами серной кислоты часть РЗМ переходит в сульфатный раствор, из которого возможно проводить их извлечение с применением ионообменного способа. В работе изучен сорбционный процесс извлечения легких РЗМ (празеодима, неодима и самария) в виде анионных сульфатных комплексов состава [Ln(SO 4 ) 2 ] – на полистирольном анионите АН-31. Исследования проводились в статических условиях при соотношении жидкой и твердой фаз 1:1, рН 2, температуре 298 K и исходной концентрации РЗМ в растворах от 0,83 до 226,31 ммоль/кг. Термодинамическое описание изотерм сорбции проводилось методом, основанным на линеаризации уравнения действующих масс, модифицированным для реакции ионного обмена. В результате проведенных расчетов получены значения констант ионообменного равновесия для Pr, Nd, Sm, а также значения изменения энергии Гиббса для процесса ионного обмена сульфатных комплексов РЗМ на анионите АН-31 и значения полной емкости анионита. Рассчитанные коэффициенты разделения свидетельствуют о низкой селективности анионита АН-31 для легких РЗМ, однако анионит может использоваться для эффективного извлечения суммы легких РЗМ. На основании среднего значения константы ионообменного равновесия легких РЗМ рассчитаны параметры сорбционной установки с псевдоожиженным слоем анионита.
