-‎--‎-

مهندسيشيمي، نفت و گاز

پژوهش حاضر به بررسي استحصال جاذب از گل قرمز و كاربرد آن در حذف يون نيترات از محلولهاي آبي پرداخته است. گل قرمز، به عنوان يك محصول جانبي از صنعت آلومينيوم، داراي خصوصيات شيميايي و فيزيكي منحصر به فردي است كه آن را به يكجاذب مؤثر براي حذف نيترات تبديل ميكند. در اين تحقيق، جاذب از گل قرمز با استفاده از فرآيند فروشويي دو مرحلهاي با اسيد كلريدريك سنتز و مشخصهيابي شد. تحليلهاي ساختاري و سطحي جاذب، تغييرات قابل توجهي در تركيب شيميايي و سطح فعال آن را نشان داد.درصد𝐹𝑒2𝑂3در رسوب حاصل از فروشويي با اسيد كلريدريك0.5موالربهطور قابل توجهي افزايش يافت.نتايج𝐵𝐸𝑇بدست آمده از آناليز جذب سنجي نيتروژننشان داد كهسطح ويژهنمونه اوليهگل قرمز كارخانه جاجرم برابر با12.3 𝑚2 𝑔⁄است، كه پس از فروشوييمرحله اول به𝑚2 𝑔⁄39.043و در مرحله دوم به𝑚2 𝑔⁄40.323افزايشيافت.عملكرد جاذب سنتزشده در جذب نيترات تحت شرايط مختلف از جمله𝑝𝐻،مدت زمان تماسودوز جاذب مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه جذب نيترات به شدت وابسته به𝑝𝐻محيط بوده و بهترين عملكرد در𝑝𝐻 ≈ 6ومدت زمان تماس12ساعت مشاهده شد.در اين شرايط، درصد كاهش غلظت نيترات(𝑅)معادل27.70%و ظرفيت جذب(𝑞)برابر با19.39 𝑚𝑔/𝑔بود. مدلهاي سينتيكيشبهمرتبه اول، شبهمرتبه دوم، الويچونفوذ درونذرهايبراي بررسي مكانيسم جذب استفاده شدندكه مدل شبهمرتبه دوم با ضريب همبستگي باال(𝑅² = 0.988)بهترين تطابق را با دادههاي تجربي نشان داد. مدل نفوذ درون ذرهاي نيز به عنوان مرحله كنترلكننده سرعت در فرآيند جذب شناسايي شد.نتايج اين پژوهش نشان داد كه جاذب سنتزشده از گل قرمز داراي ظرفيتنسبتابااليي براي جذب نيترات است و ميتواند به عنوان يك راهكار مؤثر و پايدار براي كاهش آلودگي نيترات در منابع آبي مورد استفاده قرار گيرد. ارزيابيهاي زيستمحيطي نيز حاكي از آن است كه استفاده از گل قرمز به عنوان جاذب نيترات ميتواند به كاهش آاليندهها و بهبود كيفيتآب كمك كند. با اين حال، بررسيهاي بيشتري براي اطمينان از عدم نشت فلزات سنگين و ساير آاليندهها به محيط زيست ضروري است.

1404/03/06

Extraction of Adsorbent from Red Mud an‎d Its Application in Nitrate Ion Removal from Aqueous Solutions

9/18/2025 12:00:00 AM

The present research focuses on the extraction of adsorbents from red mud an‎d their application in removing nitrate ions from aqueous solutions. Red mud, as a by-product of the aluminum industry, possess unique chemical an‎d physical properties that transform them into effective adsorbents for nitrate removal. In this study, the adsorbent derived from red mud was synthesized an‎d characterized using a two-stage acid chloride process. Structural an‎d surface analyses of the adsorbent showed significant changes in its chemical composition an‎d active surface area. The percentage of 𝐹𝑒2𝑂3 in the precipitate obtained by treatment with 0.5 M hydrochloric acid was significantly increased. Results from BET analysis of nitrogen adsorption indicated that the initial specific surface area of Jajarm factory red mud was 12.3 𝑚2/𝑔 , which increased to 39.043 𝑚2/𝑔 after the first stage of treatment an‎d to 40.323𝑚2/𝑔 after the second stage. The performance of the synthesized adsorbent in nitrate adsorption under different conditions, including pH, contact time, an‎d adsorbent dosage, was eva‎luated. The results showed that nitrate adsorption was strongly dependent on environmental pH, an‎d the best performance was observed at approximately pH 6 an‎d a contact time of 12 hours. Under these conditions, the concentration reduction rate (R) was equivalent to 27.70% an‎d the adsorption capacity (q) was equal to 19.39 mg/g. Pseudo-first-order, pseudo-second- order, Langmuir, an‎d intraparticle diffusion models were used to investigate the adsorption mechanism, with the pseudo-second-order model showing the highest correlation (R²=0.988) with experimental data. The intraparticle diffusion model was also identified as the rate- controlling stage in the adsorption process. The results of this study showed that the synthesized adsorbent derived from red mud has a relatively high capacity for nitrate removal an‎d can be used as an effective an‎d sustainable method for reducing nitrate pollution in water resources. Environmental assessments indicate that the use of red mud as nitrate adsorbents can help reduce pollutants an‎d improve water quality. However, further investigations are necessary to ensure that there is no leakage of heavy metals an‎d other pollutants into the environment.

گل قرمز , جذب سطحي , يون نيترات , مدل هاي سينتيكي

Red mud , nitrate , Adsorption , Kinetic models

Naghmeh Khordbin

Dr. Ashrafizade- Dr. Rahbar