SORPTION OF RARE-EARTH ELEMENTS BY ORGANIC MATTER FROM AQUEOUS SOLUTIONS ACCORDING TO EXPERIMENTAL DATA

L. M. Pavlova; Павлова Л. М.; L. P. Shumilova; Шумилова Л. П.; V. I. Radomskaya; Радомская В. И.; A. P. Sorokin; Сорокин А. П.; V. V. Ivanov; Иванов В. В.; L. P. Noskova; Носкова Л. П.; N. Yu. Leusova; Леусова Н. Ю.

doi:10.31857/S2686739723600923

SORPTION OF RARE-EARTH ELEMENTS BY ORGANIC MATTER FROM AQUEOUS SOLUTIONS ACCORDING TO EXPERIMENTAL DATA

Authors: Pavlova L.M.¹, Shumilova L.P.¹, Radomskaya V.I.¹, Sorokin A.P.¹, Ivanov V.V.², Noskova L.P.¹, Leusova N.Y.¹
Affiliations:
1. Institute of Geology & Nature Management Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences
2. Far East Geological Institute Far East Branch of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 512, No 2 (2023)
Pages: 199-206
Section: ГЕОХИМИЯ
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7397/article/view/140408
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739723600923
EDN: https://elibrary.ru/MASJNO
ID: 140408

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Laboratory model experiments have shown that peat, brown coal and its constituent organomineral components, as well as microscopic fungi isolated from brown coal, are characterized by a high potential for the extraction of all lanthanides from aqueous solutions. The processes of sorption of rare-earth elements by the components of organic matter proceed through the mechanisms of physical sorption, ion-exchange reactions involving carboxyl and hydroxyl groups, and complex formation involving –OH, –CO, and –COOH groups. SEM-EDS analysis revealed REE-containing mineral phases on fungal biomass, which are formed due to interaction with phosphorus- and nitrogen-containing functional groups of cell wall proteins. This indicates the participation of the biotic component in the formation of rare earth mineralization in brown coal deposits.

Keywords

REE, brown coal, peat, fungal biomass, sorption, functional groups, mineralization

References

Сорокин А.П., Конюшок А.А. Распределение редких металлов и редкоземельных элементов в буроугольных месторождениях Верхнего и Среднего Приамурья // ДАН. 2018. Т. 483. № 6. С. 662–665.
Сорокин А.П., Конюшок А.А., Кузьминых В.М., Артеменко Т.В., Попов А.А. Распределение кайнозойских металлоносных угленосных месторождений в Зейско-Буреинском осадочном бассейне (Восточная Сибирь): тектоническая реконструкция и палеогеографический анализ // Геотектоника. 2019. № 2. С. 33–45.
Середин В.В. Основные закономерности распределения редкоземельных элементов в углях // ДАН. 2001. Т. 377. № 2. С. 239–243.
Арбузов С.И., Ильенок С.С., Машенькин В.С., Сунь Юйчжун, Жао Цунлян, Блохин М.Г., Иванов В.В., Заруби-на Н.В. Редкоземельные элементы в позднепалеозойских углях Северной Азии (Сибирь, Северный Китай, Монголия, Казахстан) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2016. Т. 37. № 8. С. 74–88.
Шпирт М.Я., Середин В.В., Горюнова Н.П. Формы соединений редкоземельных элементов в углях // Химия твердого топлива. 1999. № 3. С. 91–99.
Арбузов С.И., Финкельман Р.Б., Ильенок С.С., Маслов С.Г., Межибор А.М., Блохин М.Г. Формы нахождения редкоземельных элементов (La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) в углях Северной Азии (обзор) // Химия твердого топлива. 2019. № 1. С. 3–25.
Fu F.-F., Akagi T., Suzuki Y., Watanabe K., Yabuki S. Rare earth element distribution in the acetic acid soluble fraction of combusted coals: Its implication as a proxy for the original coal-forming plants // Geochemical Journal. 2004. V. 38. P. 333–343.
Eskenazy G. Aspects of the geochemistry of rare earth elements in coal: an experimental approach // International Journal of Coal Geology. 1993. V. 8. № 3–4. P. 285–295.
Добрецов Н.Л., Жмодик С.М., Лазарева Е.В., Брянская А.В., Пономарчук В.А., Сарыг-оол Б.Ю., Кириченко И.С., Толстов А.В., Карманов Н.С. Структурно-морфологические признаки участия микроорганизмов в формировании богатых NB–REE-руд Томторского месторождения (Россия) // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2021. Т. 496. № 2. 154–157.
Orevaoghene E.I., Harrar H., Bada S. Rare earth elements from coal and coal discard – A review // Minerals Engineering. 2021. V. 173. 107187.
Котельникова А.Д., Рогова О.Б., Столбова В.В. Лантаноиды в почве: поступление, содержание, влияние на растения, генотоксичность (обзор) // Почвоведение. 2021. № 1. С. 100–119.
Pavlova L.M., Radomskaya V.I., Shumilova L.P., Ionov A.M., Ivanov V.V., Poselyuzhnaya A.V. Experimental modeling of platinum biomineralization by microscopic fungi isolated from a lignite deposit // Geochemistry International. 2018. T. 56. № 5. C. 450–461.
Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 536 с.
Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. М.: Изд-во иностранной литературы, 1963. 590 с.
Сильверстейн Р., Вебстер Ф., Кимл Д. Спектрофотометрическая идентификация органических соединений. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. 557 с.
Javaid A., Bajwa R., Shafique U., Anwar J. Removal of heavy metals by adsorption on Pleurotus ostreatus. Biomass-and-bioenergy. V. 35. № 5. P. 1675–1682.
Радомская В.И., Шумилова Л.П., Носкова Л.П., Сорокин А.П., Павлова Л.М., Дугин С.В., Соктоев Б.Р., Поселюжная А.В., Иванов В.В. Формы нахождения редкоземельных элементов в миоценовых бурых углях Сергеевского месторождения (Приамурье, Дальний Восток) // Химия твердого топлива. 2023. № 1. С. 32–46.
Lu C.H., Chen C.C., Yu C.S. MIB2: metal ion-binding site prediction and modeling server. Bioinformatics. 2022 Sep. 15; 38 (18): 4428–4429. 35904542' target='_blank'>https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac534.PMID: 35904542
Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: МГУ, 1990. 325 с.
Павлова Л.М., Радомская В.И., Шумилова Л.П., Сорокин А.П., Радомский С.М. Сорбция элементов-примесей компонентами нижне-среднемиоценовых бурых углей Сергеевского месторождения (Верхнее Приамурье). Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 492. № 2. С. 57–60.