نام پژوهشگر: مریم ایجادی بجستانی

فروشویی زیستی باتری های مستعمل
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده مهندسی شیمی 1392
  مریم ایجادی بجستانی   سید محمد موسوی

در این پژوهش باتری های مستعمل روی-منگنز، نیکل-کادمیم و هیدرید فلزی نیکل برای انجام فرایند فروشویی زیستی و استخراج فلزهای موجود در آن ها انتخاب شد. در ابتدا فرایند سازگارسازی سویه ی اسیدیانوس بریرلیبه دو فلز روی و منگنز بررسی شد. مقاومت باکتری در برابر این دو فلز اندک و درصد بازیابی فلزها در این فرایند به ترتیب 16 درصد برای فلز روی و 6/9 درصد برای فلز منگنز در طی پنجاه و چهار روز بدست آمد. در ادامه پژوهش، فروشویی زیستی فلزهای کادمیم، نیکل و کبالت از باتری های نیکل-کادمیم و هیدرید فلزی نیکل با باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدانس انجام شد. این باکتری به عنوان یک سویه ی مقاوم در فرایند فروشویی زیستی شناخته شده است. فرایند سازگارسازی موفقیت آمیز بود و چگالی توده ی جامد 10 گرم بر لیتر به دست آمد. در ادامه ی مطالعه با استفاده از طراحی آزمایش به روش سطح پاسخو مدل باکس بنکن اثر متغیرهای اندازه ی ذرات، غلظت اولیه ی یون فریک و ph اولیه بر میزان بازیابی سه فلز نیکل، کبالت و کادمیم مورد بررسی قرار گرفت.با تحلیل نتایج حاصل از طراحی آزمایش امکان بررسی تاثیر سه متغیر فرایند بر درصد بازیابی این سه فلز فراهم شده، در حالی که رسیدن به این هدف بدون طراحی آزمایش دشوار به نظر می رسید. بر خلاف مطالعات محدودی که تا کنون روی فروشویی زیستی انواع باتری ها انجام شده در این پژوهش برهم کنش متغییرها بر یکدیگر نیز بررسی شده اند. در شرایط ویژه مقادیر بازیابی تا 100 درصد نیز برای هر یک از فلزها به طور جداگانه حاصل شد. برای دو فلز نیکل و کبالت کاهش ph اولیه و اندازه ذرات و افزایش غلظت اولیه یون فریک باعث افزایش بازیابی شد در حالی که نتایج برای فلز کادمیم روند عکس نشان دادند که این امر لزوم استخراج فلز کادمیم در یک مرحله ی جداگانه برای دست یابی به بیشینه ی بازیابی این فلز را اثبات می-کند.سپس برای یافتن شرایط بهینه ی متغیرها برای دست یابی به بیشینه بازیابی سه فلز به طور همزمان، فرایند بهینه سازی شد. مقادیر بهینه ی متغیرها،ph اولیه معادل یک، اندازه ذرات 62 میکرون و غلظت اولیه یون فریک معادل 7/9 گرم بر لیتر به دست آمد. در این شرایط عملیاتی درصد بازیابی 6/85 برای فلز نیکل، 1/66 برای کادمیم و 6/90 برای فلز کبالت به دست آمد.