حذف سولفات تحت شرایط زهاب اسیدی معدن با استفاده از پیلارد نانو بنتونیت آلومینیوم و آهن

Abstract

سولفات موجود در زهاب اسیدی، در غلظت­های بالا به عنوان یکی از آلاینده­های شیمیایی مطرح است؛ به طوری که عدم توجه کافی به حذف سولفات اثرات نامطلوبی برای موجودات زنده به همراه داشته است و حتی به تاسیسات آب و فاضلاب آسیب جدی وارد می­کند. در این تحقیق، برای حذف سولفات از فرآیند جذب به عنوان یک روش موثر و در عین حال ساده و کم هزینه استفاده شده است. با توجه به اهمیت کانی‌های رسی به عنوان یک جاذب طبیعی و سازگار با محیط زیست، اصلاح آن­ها برای بهبود خواصشان همراه با ایجاد تخلخل­های دایمی بسیار کاربردی است. از آنجایی که در سال‌های اخیر توجه به پیلارد رس‌ها افزایش یافته است، در این پژوهش سعی شد با اصلاح خواص ساختاری نانو بنتونیت، جاذبی به صورت پیلارد شده با ترکیبی از فلزات آهن و آلومینیوم به دست آید. در این راستا، برای افزایش تعداد پیلارها، بهبود خواص جذبی، کاهش میزان مصرف آب و زمان سنتز این جاذب، از تابش­های مایکروویو و امواج اولتراسوند استفاده شد که در مقایسه با نمونه­ بنتونیت اولیه به جاذب موثری با ظرفیت جذب بالا دست یافته شد. در ادامه با بررسی اثر تغییرات دمایی و تطابق آن با داده­های ایزوترمی جذب فرندلیچ، لانگمویر و تمکین، ثابت ترمودینامیکی فرآیند محاسبه شد و نشان داد که فرآیند جذب با هر دو نمونه­ بنتونیت اولیه و پیلارد شده خود به خودی و گرمازا است. با توجه به تطابق داده­ها با مدل­های سینتیکی شبه مرتبه دوم و مدل نفوذ درون ذره­ای، مکانیزم اصلی جذب به صورت جذب سطحی شیمیایی همراه با نفوذ به داخل حفرات جاذب به ویژه در نمونه­ پیلارد شده است.