جذب فلزات سنگین به وسیله باطله های معدنی

رشد روز افزون جمعیت، توسعه صنعتی و افزایش مصرف آب بویژه در کشورهایی که در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارند، موجب محدودیت جدی منابع آب برای مصارف گردیده است. در فاضلابهای صنعتی، ترکیبات مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها، فلزات سنگین می باشند. با توجه به خاصیت تجمع پذیری این ترکیبات در بافت های مختلف موجودات و خواص سرطان زایی آنها، رعایت استانداردهای زیست محیطی تخلیه فاضلاب های صنعتی حاوی این عناصر ضروری است. روش هایی که به طور معمول برای حذف فلزات سنگین از محلولهای آبی مورد استفاده قرار می گیرد عبارتند از: انعقاد و ته نشینی، ترسیب شیمیایی، اسمز معکوس، جذب و تبادل یونی. اما به علت وجود محدودیت هایی مانند هزینه بالا در پاره ای از موارد بازده پایین این روش ها، در چند دهه ی اخیر مسأله ی جذب سطحی برای حذف فلزات سنگین با استفاده از جاذب های ارزان قیمت توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. دراین پژوهش، از باطله های معدن سرب و روی ایرانکوه واقع در اصفهان بعنوان جاذب فلرات سنگین استفاده شد. برخی از خصوصیات باطله ها مانند ظرفیت تبادل کاتیونی(cec)، ترکیب شیمیایی، فازهای تشکیل دهنده آنها و سطح ویژه بترتیب با روش های استات آمونیوم، xrd، xrf و n2-bet تعیین شد. آزمایشات جذب به دو شیوه پیوسته و ناپیوسته، با استفاده از محلول های آزمایشگاهی حاوی فلزات کادمیوم، روی، سرب، مس و نیکل و پساب های صنعتی آبکاری انجام گرفت. شرایط بهینه جذب درph های مختلف، غلظت اولیه یون فلزی، زمان، دانه بندی و مقدار جاذب در آزمایشات ناپیوسته(batch) و احیاء جاذب به روش ستونی مطالعه شد. برای اصلاح خصوصیات جذبی باطله ها، سه تیمار اسیدی، بازی و آب مقطر انجام گرفت. زمان تعادل مناسب برای جذب کادمیوم30 دقیقه و برای روی 60 دقیقه به دست آمد. با افزایش ph، درصد جذب به علت افزایش مکان های جذب و کاهش رقابت یون h+، افزایش یافت و در سطح %5 معنی دار بود. حداکثر جذب فلزات کادمیوم و سرب در5= ph به ترتیب%62 و %76 و برای فلزات روی، مس، و نیکل در6= ph به ترتیب %53، %56 و %32 بدست آمد. برازش همدما های جذب سطحی نشان داد که جذب فلزات روی، نیکل و مس توسط باطله ها با مدل خطی فروندلیچ وجذب سطحی کادمیوم با مدل خطی لانگمویر مطابقت دارند. جذب سرب با هر دو مدل به خوبی توصیف شد. با کاهش اندازه ذرات جاذب، درصد جذب به علت افزایش سطح ویژه افزایش یافت. تفاوت تیمارها در جذب کادمیوم، روی و سرب در سطح %5 معنی دار بود. تأثیر تیمارها در جذب به این ترتیب بود: تیمار بازی < تیمار آب مقطر< تیمار اسیدی، به طوریکه درصد جذب کادمیوم و سرب با تیمار بازی به بیش از %90 رسید. نتایج آزمایشات ستونی باطله های بازی نشان داد که باطله های اشباع شده بعد از عبور اسید و آب مقطر، توانایی جذب مجدد فلزات سنگین بدون کاهش میزان جذب را دارند. در آزمایشات مربوط به پساب های صنعتی، در غلظت های پایین فلزات سنگین، درصد جذب بالا بود.از این رو می توان نتیجه گرفت که باطله های معدنی قابلیت حذف فلزات سنگین از پسابهای صنعتی را دارند.