Sorpcja ortofosforanów(V) na (tlenowodoro)tlenkach żelaza

Abstract

Celem niniejszej pracy była ocena właściwości sorpcyjnych (tlenowodoro)tlenków żelaza względem ortofosforanów. Na potrzeby badań wykorzystano trzy próbki pochodzenia naturalnego oraz pięć minerałów syntetycznych. Przeprowadzono eksperymenty sorpcji i desorpcji w układzie statycznym. Stwierdzono, że najlepszymi właściwościami sorpcyjnymi charakteryzują się ferrihydryt, bogaty w ferrihydryt osad ze stacji uzdatniania wody oraz naturalny schwertmannit. Materiały te wiązały jony fosforanowe w ilościach ≥ 600 mmol/kg. Z kolei najsłabszym sorbentem okazał się krystaliczny goethyt, wiążący jedynie około 50 mmol PO4/kg. Charakteryzował się on natomiast największą wielkością desorpcji (~ 70% zaadsorbowanych fosforanów). Z kolei desorpcja z najefektywniej wiążących fosforany sorbentów była stosunkowo niska (< 15%). Zdolności sorpcyjne (tlenowodoro)tlenków żelaza uzależnione są od wielu czynników, takich jak wielkości powierzchni właściwej, struktura minerału oraz obecność domieszek innych jonów. The aim of this study was the assessement of iron (oxyhydr)oxide sorption properties in respect to orthophosphate. For the research purpose, three natural samples and five synthetic minerals were used. Batch sorption and desorption experiments were carried out. Ferrihydrite, the ferrihydrite-rich sludge from a water treatment plant and natural schwertmannite revealed the best sorption properties. The sorbents were able to bind phosphate ions in the amounts of ≥ 600 mmol/kg. On the other hand, fairly crystalline goethite was shown to possess the lowest adsorption capacity, as low as ca. 50 mmol PO4/kg. Moreover, the highest desorption (ca. 70% of the adsorbed phosphate) was achieved in the case of goethite. Conversely, phosphate desorption from the most effective sorbents was relatively low (up to ca. 15%). The sorption capacity of the iron (oxyhydr)oxides depend on many factors, including surface area, the mineral structure and the presence of admixtures.