بررسی امکان حذف فلزات سمی کادمیوم، کروم، نیکل و سرب از آب های آلوده توسط منیزیا به عنوان جاذب

روند رو به رشد استفاده از آب در صنایع مختلف باعث ایجاد آلودگی آب به آلاینده های مختلفی شده است. از جمله این آلاینده¬ها می¬توان به فلزات سنگین و سمی کادمیوم، کروم، نیکل و سرب اشاره کرد که مشکلات عمده¬ای برای سلامتی موجودات زنده می¬توانند ایجاد کنند. استفاده از مواد ارزان و کارآمد در حذف این نوع از آلاینده ها می تواند از لحاظ اقتصادی مفید باشد. در این مطالعه با روش جذب سطحی، حذف این فلزات سمی از آب توسط منیزیا که از کلسینه کردن ماده معدنی منیزیت در کوره الکتریکی به دست می آید، بررسی شد. برای این منظور منیزیت با اندازه ذرات 1/0-5/0 میلی متر در دمای oc 600 و به مدت 2 و 4 ساعت پخت در کوره قرار داده شد که در نهایت دو نوع منیزیا با ساعت پخت مختلف به دست می آید و هدف این مطالعه بررسی و مقایسه این دو نوع منیزیا برای حذف فلزات اشاره شده می¬باشد. برای شناسایی ترکیب کانی شناسی و شیمیایی منیزیت خام آنالیزهای xrd، xrf و برای بررسی ساختار میکروسکوپی منیزیت خام و دو نوع منیزیا آنالیز sem انجام شد. پارامترهای موثر بر فرآیند جذب شامل: غلظت اولیه، مقدار جاذب، زمان و ph اولیه محلول مورد بررسی قرار گرفت و در نهایت مقدار بهینه هر کدام از پارامترها برای هر عنصر استخراج شد. تمامی آزمایش¬ها بر اساس محلول¬سازی آزمایشگاهی و در دمای محیط (oc 25-24) انجام شد. محلولی با غلظت مشخص برای هر عنصر تهیه، ph آن با naoh یا hno3 تنظیم شد، مقدار مشخصی از جاذب به آن اضافه و در مدت زمان معینی بر روی هم¬زن مغناطیسی قرار داده شد. غلظت باقی مانده عناصر در محلول توسط آنالیز جذب اتمی تعیین شد. در هر مرحله درصد حذف و ظرفیت¬ جذب محاسبه شد. بر روی نمونه جاذب پس از آزمایش جذب آنالیزهای sem و eds انجام شد. مقادیر بهینه پارامترها برای جذب هر عنصر توسط منزیا شامل: برای جذب کادمیوم در غلظت mg/l 250، 5ph=، زمان 20 دقیقه و مقدار جاذب g/l 2 می¬باشد که بیش¬ترین درصد حذف و ظرفیت¬جذب به ترتیب برابر با 54/94 % و mg/g 18/118 می¬باشد. برای جذب سرب در غلظت mg/l 250، 5/3ph=، زمان 10 دقیقه و مقدار جاذب g/l 2 می¬باشد که بیش ترین درصد حذف و ظرفیت¬¬جذب به¬ترتیب برابر با 36/95 % و mg/g 21/119 می باشد. برای جذب کروم در غلظت mg/l 5، 5ph=، زمان 15 دقیقه و مقدار جاذب g/l 5/2 می باشد که بیش ترین درصد حذف و ظرفیت¬جذب به ترتیب برابر با 48/69 % و mg/g 38/1 می¬باشد. برای جذب نیکل در غلظت mg/l 250، 6ph=، زمان 20 دقیقه و مقدار جاذب g/l 2 می باشد که بیش ترین درصد حذف و ظرفیت¬ جذب به ترتیب برابر با 39/95 % و mg/g 23/119 می باشد. جهت مطالعه مکانیسم جذب، ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ برای هر عنصر و جاذب بررسی و مشخص شد جذب کادمیوم، کروم و سرب توسط هر دو نوع منیزیا از مدل لانگمویر تبعیت می کنند که نشان دهنده این است جذب در سطح هر دو نوع منیزیا روی یک سطح هموژن به وسیله پوشش تک لایه اتفاق می افتد. جذب نیکل توسط جاذب oc 600-2 ساعت پخت از مدل فروندلیچ پیروی می کند که نشان دهنده جذب هتروژن و چند لایه می باشد اما جذب نیکل توسط جاذب oc 600-4 ساعت پخت از مدل لانگمویر پیروی می¬کند و نشان دهنده جذب تک لایه و یکنواخت می¬باشد. نتایج همه آزمایش¬ها نشان داد هر دو نوع منیریا توانایی خوبی در حذف هر چهار عنصر فلزی دارند اما از نظر مقایسه مقایسه، جاذب oc 600 در مدت 2 ساعت پخت درصد حذف و ظرفیت¬جذب بالاتری برای همه عناصر نسبت به جاذب oc 600 در مدت 4 ساعت پخت داشته است و به دلیل اینکه از کوره الکتریکی برای پخت نمونه منیزیت استفاده شده است، برای بهینه شدن مصرف انرژی می توان گفت جاذب oc 600 در مدت 2 ساعت پخت بهتر از جاذب oc 600 در مدت 4 ساعت پخت و از لحظ اقتصادی مقرون به صرفه تر می باشد.