Skip to main content
SUPERVISOR
Norolah Mirghafari,Hossein Shariatmadari
نوراله میرغفاری (استاد راهنما) حسین شریعتمداری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Akram Noori kamari
اکرم نوری کمری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Adsorption of Heavy Metals by Mine Tailings
Population growth, industrial development and increasing of water consumption especially in the countries with in arid and semi arid climate, have resulted in a sever limitation of water resources for different uses. A major compounds present in the industrial wastewater are heavy metals. Due to their accumulation in the living tissues as well as their carcinogenic effects, it is necessary to respect the environmental standards for discharge of industrial wastewater containing heavy metals. The general methods for removal of heavy metals from aqueous solutions include chemical precipitation, reverse osmosis, adsorption and ion exchange. However, because of some restrictions such as high cost and low efficiency, adsorption of heavy metals by cheap absorbents atracted more attention in recent decades. In this research, mine tailings from Irankouh lead and zinc mine situated in Isfahan , was utilized as sorbent of heavy metals. Some of tailing characteristics such as cation exchange capacity (CEC), chemical composition, constitutive phases and specific surface area was determined by ammonium acetate, XRD, XRF and N 2 -BET, respectively. The adsorption experiments were performed by bath and column methods using synthetic solutions and industrial effluents containing cadmium, lead, zinc, copper and nickel. The effects of equilibrium time, solution pH, initial ion concentrations, sorbent particle size and ratio were studied by bath method, and regeneration of sorbent was carried out by column method. The mine tailing was treated by acid, base and distiled water to modify the adsorptive properties. The appropriate equilibrium time was 30 and 60 minutes for cadmium and zinc, respectively. Adsorption percentage was increased with increase of pH significantly (p 0.05), due to decreasing with H + ion the competition and increasing of adsorption sites. The maximum adsorption of cadmium and lead at pH=5 was 62% and 76%, and for zinc, copper and nickel at pH=6 was 53%, 56% and 32%, respectively. The adsorption amount was increased with decrease in particle size. The sorption isotherms of zinc, nickel and copper were describeb using Freundlich linear model and cadmium with Longmuier linear model. Lead adsorption was described well with both models. The modification treatments affected the adsorption of cadmium, zinc and copper, significantly (p 0.05). The modification treatments increased the sorption capacity in the following order: base distiled water acid. More than 90% of the initional. Solution cadmium and lead sorbed on base treated sorbent.
رشد روز افزون جمعیت، توسعه صنعتی و افزایش مصرف آب بویژه در کشورهایی که در اقلیم خشک و نیمه خشک قرار دارند، موجب محدودیت جدی منابع آب برای مصارف گردیده است. در فاضلابهای صنعتی، ترکیبات مختلفی وجود دارند که مهمترین آنها، فلزات سنگین می‌باشند. با توجه به خاصیت تجمع‌پذیری این ترکیبات در بافت‌های مختلف موجودات و خواص سرطان‌زایی آنها، رعایت استانداردهای زیست محیطی تخلیه فاضلاب‌های صنعتی حاوی این عناصر ضروری است. روش‌هایی که به طور معمول برای حذف فلزات سنگین از محلولهای آبی مورد استفاده قرار می‌گیرد عبارتند از: انعقاد و ته‌نشینی، ترسیب شیمیایی، اسمز معکوس، جذب و تبادل یونی. اما به علت وجود محدودیت‌هایی مانند هزینه بالا در پاره‌ای از موارد بازده پایین این روش‌ها، در چند دهه ی اخیر مسأله ی جذب سطحی برای حذف فلزات سنگین با استفاده از جاذب‌های ارزان قیمت توجه زیادی را به خود معطوف داشته است. دراین پژوهش، از باطله‌های معدن سرب و روی ایرانکوه واقع در اصفهان بعنوان جاذب فلرات سنگین استفاده شد. برخی از خصوصیات باطله‌ها مانند ظرفیت تبادل کاتیونی(CEC)، ترکیب شیمیایی، فازهای تشکیل دهنده آنها و سطح ویژه بترتیب با روش‌های استات آمونیوم، XRD، XRF و N 2 -BET تعیین شد. آزمایشات جذب به دو شیوه پیوسته و ناپیوسته، با استفاده از محلول‌های آزمایشگاهی حاوی فلزات کادمیوم، روی، سرب، مس و نیکل و پساب‌های صنعتی آبکاری انجام گرفت. شرایط بهینه جذب درpH‌های مختلف، غلظت اولیه یون فلزی، زمان، دانه‌بندی و مقدار جاذب در آزمایشات ناپیوسته(Batch) و احیاء جاذب به روش ستونی مطالعه شد. برای اصلاح خصوصیات جذبی باطله‌ها، سه تیمار اسیدی، بازی و آب مقطر انجام گرفت. زمان تعادل مناسب برای جذب کادمیوم30 دقیقه و برای روی 60 دقیقه به دست آمد. با افزایش pH، درصد جذب به علت افزایش مکان‌های جذب و کاهش رقابت یون H + ، افزایش یافت و در سطح %5 معنی‌دار بود. حداکثر جذب فلزات کادمیوم و سرب در5= H به ترتیب%62 و %76 و برای فلزات روی، مس، و نیکل در6= pH به ترتیب %53، %56 و %32 بدست آمد. برازش همدما‌های جذب سطحی نشان داد که جذب فلزات روی، نیکل و مس توسط باطله‌ها با مدل خطی فروندلیچ وجذب سطحی کادمیوم با مدل خطی لانگمویر مطابقت دارند. جذب سرب با هر دو مدل به خوبی توصیف شد. با کاهش اندازه ذرات جاذب، درصد جذب به علت افزایش سطح ویژه افزایش یافت. تفاوت تیمارها در جذب کادمیوم، روی و سرب در سطح %5 معنی‌دار بود. تأثیر تیمارها در جذب به این ترتیب بود: تیمار بازی تیمار آب مقطر تیمار اسیدی، به طوریکه درصد جذب کادمیوم و سرب با تیمار بازی به بیش از %90 رسید. نتایج آزمایشات ستونی باطله‌های بازی نشان داد که باطله‌های اشباع شده بعد از عبور اسید و آب مقطر، توانایی جذب مجدد فلزات سنگین بدون کاهش میزان جذب را دارند. در آزمایشات مربوط به پساب‌های صنعتی، در غلظت‌های پایین فلزات سنگین، درصد جذب بالا بود.از این رو می‌ توان نتیجه گرفت که باطله‌های معدنی قابلیت حذف فلزات سنگین از پسابهای صنعتی را دارند. کلمات کلیدی: جذب سطحی، فلزات سنگین، باطله های معدنی، محلول های آزمایشگاهی، پساب های صنعتی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی