A study of cobalt speciation using a sorption method

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The effect of cobalt(II) speciation on the parameters of its interphase distribution was studied for different types of sorbents. Inorganic sorbents based on the hydrolyzable elements have shown the highest selectivity for Co in neutral and alkaline media (pH 7–10). The experiments on the cobalt sorption onto KU-2 strong acid cation-exchange resin at pH 3–5 have shown the presence of Co2+, which shows a high affinity for all the sorbents studied. In the neutral and low alkaline media, the inorganic sorbents adsorbed Со(ОН)+ and Со(ОН)20 hydroxo complexes due to heterogeneous ion-exchange reaction (surface complex formation). The appearance of the S–pH dependences for the inorganic sorbents suggests higher stability of cobalt hydroxo complexes at microconcentrations as compared to the literature data. In the whole pH range studied, cobalt(II) showed a behavior of an inert sorbate with all the inorganic sorbents studied.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. I. Denisov

Yeltsin Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: eidenisov@urfu.ru
Russian Federation, ul. Mira 19, Yekaterinburg, 620002

E. V. Polyakov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: eidenisov@urfu.ru
Russian Federation, ul. Pervomaiskaya 91, Yekaterinburg, 620990

E. D. Piatygina

Yeltsin Ural Federal University

Email: eidenisov@urfu.ru
Russian Federation, ul. Mira 19, Yekaterinburg, 620002

V. S. Semenishchev

Yeltsin Ural Federal University

Email: eidenisov@urfu.ru
Russian Federation, ul. Mira 19, Yekaterinburg, 620002

References

  1. Ремез В.П., Иошин А.А., Ташлыков О.Л., Щеклеин С.Е. // Молодежный научный семинар “Реакторы на быстрых нейтронах и соответствующие топливные циклы”. Екатеринбург: УрФУ, 2017.
  2. Локшин Э.П., Иваненко В.И., Корнейков Р.И. // Атом. энергия. 2011. Т. 110. № 5. С. 285–288.
  3. Кулюхин С.А., Коновалова Р.А., Горбачева М.П., Румер И.А., Красавина Е.П., Мизина Л.В. Патент RU 2497213. Опубл. 2013.
  4. Кулюхин С.А., Коновалова Н.А., Горбачева М.П., Румер И.А. // Радиохимия. 2014. Т. 56. № 4. С. 342–346.
  5. Поляков Е.В. Реакции ионно-коллоидных форм микрокомпонентов и радионуклидов в водных растворах. Екатеринбург: ИХТТ УрО РАН, 2003. С. 279.
  6. Migdisov Art.A., Zezin D., Williams-Jones A.E. // Geochim. Cosmochim. Acta. 2011. Vol. 75. N 14. P. 4065.
  7. Поляков Е.В., Денисов Е.И., Волков И.В. // Радиохимия. 2021. Т. 63. № 6. С. 545–552.
  8. Поляков Е.В., Денисов Е.И., Волков И.В. // Радиохимия. 2022. Т. 64. № 2. С. 184–192.
  9. АО “Неорганические сорбенты”. URL: http://xn--d1abjhjmmld.xn--p1ai/ (дата обращения: 26.11.2024).
  10. Шарыгин Л.М. Термостойкие неорганические сорбенты. Екатеринбург: ИХТТ УрО РАН, 2012. 304 с.
  11. Авдин В.В., Сухарев Ю.И., Мосунова Т.В., Егоров Ю.В. // Изв. Челябинского науч. центра. Химия и биоэкология. 2004. Т. 24. № 3. С. 91–96.
  12. Voronina A.V., Nogovitsyna E.V. // Radiochemistry. 2015. Vol. 57. N 1. P. 79–86.
  13. Korshunov I.A., Chernorukov N.G., Prokof’eva T.V. // Radiochemistry. 1976. Vol. 18. N 1. P. 5–9.
  14. Lomenech C., Drot R., Simoni E. // Radiochim. Acta. 2003. Vol. 91. P. 453–461.
  15. Eibl M., Virtanen S., Pischel F., Bok F., Lönnrot S., Shawd S., Huittinen N. // Appl. Surf. Sci. 2019. Vol. 487. P. 1316–1328.
  16. Шарыгин Л.М., Пышкин В.П., Боровкова О.Л., Кузнецова А.П., Гераськина Е.А. // Радиохимия. 2014. Т. 56. № 1. С. 39–40.
  17. Vimalnath K.V., Priyalata S., Chakraborty S., Ram R., Chakravarty R., Dash A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2014. Vol. 302. P. 1245–1251.
  18. Железнов В.В., Майоров В.Ю., Полякова Н.В., Силантьев В.Е., Сокольницкая Т.А., Сушков Ю.В., Войт Е.И. // Радиохимия. 2018. Т. 60. № 6. С. 530–534.
  19. Бойчинова Е.С., Бондаренко Т.С., Абовская Н.В., Колосова М.М. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 2. С. 314–324.
  20. Денисов Е.И., Бетенеков Н.Д. // Радиохимия. 2018. Т. 60. № 4. С. 332–339.
  21. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская Е.М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. M.: Атомиздат, 1979. С. 192.
  22. Старик И.Е. Основы радиохимии. Л.: Наука, 1969. 2-е изд. 647 c.
  23. Baes C.F., Mesmer R.E. Hydrolysis of Cations. New York: Wiley, 1979. P. 489.
  24. Мархол М. Ионообменники в аналитической химии. М.: Мир, 1985. Ч. 2. С. 280.
  25. Егоров Ю.В. Статика сорбции микрокомпонентов оксигидратами. М.: Атомиздат, 1975. С. 200.
  26. Kotrly S., Sucha L. Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry. Chichester, England: Wiley, 1985. P. 252.
  27. Pan P., Susak N.J. // Geochem. J. 1991. Vol. 25. P. 411–420.
  28. Тананаев И.В., Сейфер Г.Б., Харитонов Ю.Я. Химия ферроцианидов. М.: Наука, 1971. 320 с.
  29. Semenishchev V.S., Ryabukhina V.G., Voronina A.V., Mashkovtsev M.A., Nikiforov A.F. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2016. Vol. 309. P. 583–588.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Dependence of the degree of sorption (S) of cobalt by the walls of the containing vessel on pH. Solution volume 25 ml, equilibrium establishment time 1 week, salt background 0.2 M NaCl

Download (50KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. The proportion of Co(II) isolated from the solution during filtration through paper and nuclear filters with a pore diameter of 1 μm (αk). The time to establish sorption equilibrium is 1 week, the salt background is 0.2 M NaCl.

Download (64KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of the degree of cobalt sorption on the pH of the solution. Sorbents T-35 ([m] = 0.01–0.002), T-5 ([m] = 0.01–0.002), FNK ([m] = 0.002), 0.2–0.5 M NaCl; KU-2 ([m] = 0.002), 0.2 M NaCl

Download (86KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Sorption isotherms of Co lg–lg[m] by sorbents T-35, KU-2, T-5, FNK: a – pH ~4 (acetate buffer), b – pH ~9 (borate buffer)

Download (97KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependence of the degree of sorption by glass (S) and the proportion of Co(II) retained by a paper filter (αk) on the specific gravity according to the results of sorption by sorbents KU-2 and T-35: a – pH ~4 (acetate buffer), b – pH ~9 (borate buffer)

Download (111KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependences of the distribution coefficient Kd (ml/g) of Co(II) ions between the cationite KU-2 and the solution on the activity of Na(I) ions (salt background concentration a, M) at pH ~4 (acetate buffer) and pH ~9 (borate buffer). [m] = 0.004

Download (82KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Distribution of ionic forms of Co(II) depending on pH. Composition of the model solution: 0.2 M for Cl and 0.2 M for acetate ion [7, 8]

Download (127KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences