21850

21850

بررسي كاربرد دراس ثانويه‌ي آلومينيوم در جذب سطحي يون سرب (II)

كارشناسي ارشد

صنايع شيميايي معدني

1398/8/25

دكتر علي اله‌وردي

مهندسي شيمي

دراس ثانويه‌ي آلومينيوم ماده‌اي معدني است كه به‌عنوان پسماند طي فرآيند ذوب دراس اوليه در صنعت آلومينيوم، توليد مي‌شود. استفاده از اين ماده به‌عنوان جاذب براي حذف آلاينده‌هاي آب، از دو جهت حائز اهميت است؛ نخست، از حجم انباشت‌شده‌ي اين پسماند سمي و مضر در محيط كاسته شده و دوم اين‌كه اين ماده حاوي مواد ارزشمندي است كه مي‌توان از آن‌ها در كاربردهاي مختلف بهره برد. از جمله با انجام اصلاحاتي مي‌توان از دراس به‌عنوان جاذب آلاينده‌هاي سمي از آب و پساب استفاده كرد. در اين پژوهش از دراس ثانويه‌ي آلومينيوم جهت حذف يون سرب (II) به روش جذب سطحي استفاده شد. به‌منظور اصلاح خواص و عملكرد دراس، ابتدا آن را با استفاده از آب يون‌زدايي‌شده شستشو داده و سپس پودر حاصل از اين مرحله با هيدروكلريك اسيد با غلظت مشخص شسته شد و هر دو نمونه در جذب سطحي ناپيوسته‌ي سرب ارزيابي شدند. مشخصات عنصري، بلورينگي، ريخت‌شناسي، سطح ويژه و تخلخل نمونه‌ها با استفاده از آناليزهاي طيف‌سنجي فلورسانس پرتو ايكس (XRF)، پراش پرتو ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM)، آناليز جذب و دفع نيتروژن و آزمون BET مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد تركيب دراس مورد استفاده از 8/64 درصد آلومينا، 5/16درصد سيليس و مقادير اندكي كربن و اكسيد فلزات ديگر تشكيل شده است. بيشتر نمك‌هاي محلول در آب موجود در نمونه پس از آب‌شويي از بين رفته و سطح ويژه‌ از m2/g98/13 براي دراس خام به‌ترتيب براي دراس آب‌شويي و اسيدشويي‌شده به m2/g 28/58 و m2/g 40/32 رسيد. نتايج حاصل از جذب نشان داد دراس آب‌شويي‌شده، بازده جذب بيشتري نسبت به دراس اسيدشويي‌شده دارد و درنتيجه مطالعات جذب روي اين نمونه انجام شد. مطالعات سينتيكي نشان داد مدل شبه‌ مرتبه‌ي دوم تطابق خوبي با داده‌هاي تجربي دارد. همچنين بررسي‌هاي تعادلي نشان‌دهنده‌ي پيش‌بيني دقيق مدل لانگموير از رفتار جذب سرب روي دراس آب‌شويي‌شده بود و ميزان بيشينه‌ي جذب تعادلي محاسبه‌شده از مدل لانگموير mg/g 59/26 به دست آمد.

1399/02/10

Evaluation of Pb(II) adsorption on Secondary Aluminum Dross

11/15/2020 12:00:00 AM

Secondary aluminum dross (SAD) is an inorganic waste material that is generated during melting of primary dross in aluminum production industry. Using dross as adsorbent for removing pollutants from wastewater has two advantages: first, the amount of disposal and storage of this toxic and harmful material is reduced; second, this material can be used in various applications including water remediation. In this study, the SAD from Iran Aluminum Company was used as adsorbent for removing Pb(II) from synthetic wastewater solution. Water rinsing and further HCl modification were used to improve the adsorption characteristics of the SAD. X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and nitrogen adsorption- desorption techniques were used to characterize the samples. Results showed that raw SAD contains 64.8% alumina, 16.5% SiO 2 and small amounts of carbon and other metal oxides. Most of the soluble salts present in the raw SAD was removed after water washing at 95 °C. Nitrogen sorptometry indicated that the specific surface area increased from 13.98 to 32.40 and 58.28 m 2 /g for acid treated and washed dross, respectively. Primary adsorption experiments showed that washed dross has higher lead removal efficiency compared to acid-treated dross. Therefore, further adsorption experiments were conducted using the washed dross. The optimum adsorption pH was found to be around 5.8. Kinetics studies revealed that pseudo-second order model explains the adsorption mechanism well. In addition, equilibrium studies showed that Langmuir linear model could better fit the experimental data and maximum adsorption capacity was 26.59 mg/g.