سینتیک و ترمودینامیک جداسازی روی از یک نمونه پساب صنایع آبکاری با استفاده از زئولیت فیروزکوه

Abstract

کانی زئولیت از جمله کانی‌های فراوان و ارزان‌قیمت در مناطق خشک دنیاست که به علت ویژگی‌‌های ساختاری، قدرت جذب‌کنندگی بسیار زیادی دارد. این مطالعه به منظور بررسی کارایی کانی زئولیت فیروزکوه در حذف آلایندگی عنصر روی از یک نمونه پساب صنایع آبکاری و بررسی تأثیر عوامل مختلفی مانند مدت زمان تماس بین جاذب و آلاینده (۵، ۱۰، ۱۵، ۲۰، ۳۰، ۶۰، ۱۲۰، ۲۴۰، ۴۸۰، ۷۲۰، ۱۴۴۰ و ۲۸۸۰ دقیقه)، دمای محلول (20، 30 و 40 درجۀ سانتی‌گراد)، مقدار (2، 4، 8، 12، 16 و 20 گرم در لیتر) و اندازۀ ذرات (کوچک‌تر از 2، 2 تا 20 و 20- 50 میکرون) جاذب انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان تماس بین جاذب و آلاینده و کاهش دمای محلول از 40 به 20 درجۀ سانتی‌گراد، میزان جذب روی از طریق کانی زئولیت افزایش می‌‌یابد. بر این اساس، حداکثر ظرفیت جذب کانی زئولیت برای عنصر روی 9/17 میلی‌گرم بر گرم تعیین شد. همچنین، مشاهده شد که بیش از 80 درصد جذب روی از طریق کانی زئولیت در همان 2 ساعت ابتدایی از شروع آزمایش صورت می‌‌گیرد. علاوه بر این، برازش داده‌‌های آزمایشی بر مدل‌‌های سینتیکی درجۀ اول و دوم کاذب نشان داد که فرایند‌‌ جذب روی از طریق کانی زئولیت از مدل درجۀ دوم کاذب تبعیت می‌‌کند. بررسی ترمودینامیک جذب عنصر روی از طریق کانی زئولیت نشان داد که فرایند‌‌‌‌ جذب این عنصر فرایند‌‌ی اگزوترمیک، فیزیکی و برگشت‌پذیر است. همچنین، نتایج این مطالعه نشان می‌‌دهد در شرایط یکسان، افزایش مقدار جاذب به بیش از 12 گرم در لیتر و کاهش اندازۀ ذرات کانی زئولیت از 20- 50 میکرون به کوچک‌تر از 2 میکرون راهکار مناسبی برای افزایش بازده حذف روی از پساب مورد مطالعه خواهد بود.