فروشویی زیستی جهت کاهش گوگرد و خاکستر قیر طبیعی

توانایی برخی از میکروارگانیسم¬ها جهت اکسیداسیون ترکیبات سولفیدی سنگ های معدنی منجر به پژوهش در رابطه با امکان به¬کارگیری آنها برای فرآیند سولفورزدایی سوخت های فسیلی به عنوان یک روش مؤثر و دوست¬دار محیط زیست شده است. فرآیندهای بیولوژیکی نسبت به روش¬های متداول فیزیکی و شیمیایی دارای مزایای چندی همچون: شرایط ملایم عملیاتی و عدم تولید محصولات مضر و نیز عدم کاهش ارزش سوخت هستند. در سال¬های اخیر حذف پیریت (fes2) به عنوان ترکیب سولفیدی غالب در سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ با استفاده از باکتری¬های کمولیتوتروف بسیار موردتوجه قرارگرفته است. در تحقیق حاضر فروشویی زیستی قیرطبیعی به منظور حذف سولفور و خاکستر با استفاده از سویه باکتری اسیددوست تیوباسیلوس¬¬فرواکسیدانس مدنظر بوده است. نتایج نشان داد که فروشویی زیستی با این میکروارگانیسم، تأثیری بر روی حذف گوگرد سولفاته ندارد. اما در بررسی روند زمانی فروشویی زیستی مشخص گردید که می¬توان %77 سولفور پیریتی و %51 محتوای خاکستر نمونه قیرطبیعی را کاهش داد این در حالی است که در فروشویی اسیدی (بدون میکروارگانیسم) تنها %18 و %31 خاکستر پس از 9 روز قابل حذف خواهد بود. این نتایج نشان داد که به طور متوسط فروشویی زیستی موجب افزایش 59 حذف گوگرد پیریتی و %20 حذف محتوای خاکستر شده است. همچنین اندازه گیری میزان آهن فروشویی شده بیان گر این مطلب بود که پس از 9 روز از آغاز فرآیند، بازده فروشویی زیستی تغییر چندانی نمی یابد و نتایج طیف¬سنجی¬پراش پرتو ایکس نشان از تشکیل برخی کمپلکس های معدنی و در نتیجه کاهش دسترسی میکروارگانیسم برای استخراج بیشتر مواد معدنی از نمونه می گردد. نتایج آزمایشات با میزان پالپ %1 نشان داد که ph محیط استخراج تغییر چندانی با گذشت زمان در طی فرآیند زیستی برخوردار نیست واین با تولید پروتون¬ توسط سلول های باکتری در فرآیند سولفورزدایی و مصرف آن توسط سایر یون ها با خاصیت قلیایی در محیط قابل توجیه می باشد. همچنین در این تحقیق، روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی برای بهینه¬سازی فرآیند فروشویی زیستی و به منظور بررسی آماری اثر متغیرهای اندازه ذرات، شدت همزدن، ph (هر یک در سه سطح) بر بازده حذف گوگرد پیریتی و بازده حذف خاکستر مورد استفاده قرار گرفت. آنالیز واریانس ((anova توسط نرم افزار design-expert بیان¬گر آن بود که بیشترین تأثیر در بازده حذف گوگرد پیریتی به ترتیب مربوط به ph، اندازه ذرات و شدت هم¬زدن است. همچنین، اندازه ذرات، شدت هم¬زدن و ph به ترتیب از بیشترین تأثیر در بازده حذف خاکستر برخوردار بودند. پارامترهای آماری نشان از توان پیش بینی بالای مدل برازش شده چند جمله¬ای مرتبه دوم از فرآیند فروشویی زیستی را داشت. داده¬های تجربی گویای بیشترین میزان حذف گوگرد پیریتی و خاکستر به ترتیب به میزان %42/73 و %12/55 بود که در شرایط عملیاتی متفاوتی از یکدیگر قابل دست یابی بود. با استفاده از مدل برازش شده در روش سطح پاسخ، شرایط بهینه برای دست یابی حداکثری هم¬زمان حذف گوگرد پیریتی و خاکستر به میزان %42/66 و %88/50 شرایط زیر پیشنهاد گردید: اندازه ذرات μm 100، شدت هم¬زدن rpm 80 و 2 =ph.