بخشی از مقاله
• چکیده :
حضور طولانی مدت فلزات سنگین از جمله مس، روی، کادمیوم، سرب، نیکل و ... با سمیت بالا در پساب های صنعتی، درصورت عدم عمل آوری و تصفیه کافی، منجر به خطر انداختن سلامتی انسان و همچنین مشکلات زیست محیطی دیگر می شود و تاثیر بسیار مخرب آن بر سیستم عصبی، کلیه ها، سیستم تنفسی، سیستم ایمنی و مغز ثابت شده و غیر قابل انکار می باشد و این در حالی است که اندک توجهی به تصفیه اصولی و مناسب این پسابها معطوف است و روشهای متداول و غیر اقتصادی که عموما در این باره استفاده می شود، کارایی لازم برای حذف کامل یا نزدیک به کامل این فلزات را ندارند. از این رو با بکار گیری روش فلوتاسیون یونی میتوان حدود %90 این مقادیر را حذف نمود. به منظور حذف و یا جداسازی فلزات سنگین از محلولهای آبی، اطلاع از چگونگی حضور یونها در محلول در شرایط مختلف الزامی است.
PH یکی از عوامل اصلی مؤثر بر جداسازی به عنوان فاکتور اصلی در تعیین مقدار و علامت بار یونهای های مورد نظر در فلوتاسیون یونی است. این تاثیر به سیله نرم افزار V-Minteq,Ver3.00 و رسم دیاگرامهای توزیع ترمودینامیکی گونه های مختلف از نظر ماهیت کمپلکسها و بار آن، تحلیل می شود. تکنیک فلوتاسیون یونی بر پایه اتصال یونهای فلزی به سر قطبی سورفکتانت با بار مخالف و انتقال این گونه ها به فاز کف و جداسازی مکانیکی آنها پایدار است. در این پژوهش از سدیم دو دسیل سولفات به عنوان سورفکتانت و متیل ایزو بوتیل کربونیل به عنوان کف ساز استفاده شده است و از نمک سولفاته مس برای ساخت پساب شبیه سازی شده استفاده شده است. بر اساس آنالیز 18 نمونه فرآیند، بالاترین جدایش یونهای مس تا حدود %92 در PH=10 مشاهده شده است که اثباتی بر کارایی بالای این فرآیند می باشد.
کلمات کلیدی : فلزات سنگین- -V-Minteq پساب- فلوتاسیون یونی- سورفکتانت- کف ساز
• مقدمه :
فلزات سنگین به طور نزدیک با تخریب محیط زیست و کیفیت زندگی انسان در ارتباط هستند ، و در نتیجه نگرانی هایی را در سراسر جهان برانگیخته اند. کشورهای زیادی معاهداتی را برای نظارت و کاهش آلودگی فلزات سنگین را امضا کرده اند. علاوه بر این، فلزات در سلولهای گیاهی و جانوری مجتمع می شوند، که منجر به اثرات منفی شدید می شوند. فلزات سنگین را می توان از طرق مختلفی تعریف کرد. یک تعریف ممکن به شرح زیر است : فلزات سنگین ایجاد یونهای مثبت در محلول می کنند و چگالی پنج برابر بیشتر از آب دارند. این فلزات شامل کادمیوم، کروم، کبالت، مس، سرب، جیوه، نیکل، روی و ...هستند. 2 - و - 7
منابع فلزات سنگین به دو دسته منابع طبیعی شامل فعالیتهای ماگمایی، سنگ های رسوبی و دگرگونی، هوازدگی و تشکیل خاک، چرخه سنگ، در آبهای سطحی و زیرزمینی و همچنین در جو، و منابع انسانی ناشی از انسان فعالیت هایی مانند تولیدات صنعتی و کشاورزی تقسیم می شوند که دسته دوم همان پسابهای خروجی و باطله های صنعتی هستند که باید طی فرایندهایی تصفیه و ترکیبات فلزی انها جدا شود. مهم ترین فعالیت های صنعتی، که در آن فلزات سنگین به محیط وارد می شوند معدنکاری، احتراق زغال سنگ، جریان پسابها، و انباشت باطله ها می باشد. - - 1
عموما روشهایی چون ترسیب شیمیایی ، استخراج با حلال ، اولترافیلتراسیون ، الکترودیالیز ، تعویض یونی و جذب و ...برای حذف یا جدایش فلزات سنگین بکار برده می شود. این روشها نسبتا گران قیمت و غیر اقتصادی و نیازمند تجهیزات بسیار می باشند. در برخی از آنها حجم بالایی از باطله ثانویه تولید می شود که خود از مزیتهای کاریرد آن می کاهد. - - 4فلوتاسیون یونی در واقع روشی است که برای جدایش و حذف یونهای فلزی از محلولهای آبی با افزودن سورفکتانتهای یونی که به عنوان کلکتور عمل می کنند، به کار می رود. شکل زیر نمایی کلی از فرآیند را نشان می دهد. - 8و - 10
سورفکتانهای مورد استفاده در این فرآیند به سه دسته آنیونیک، کاتیونیک و غیر یونی تقسیم می شوند. یک مولکول سورفکتانت یونی دارای دو سر قطبی و غیر قطبی است. سر غیر قطبی معمولا زنجیر هیدرکربنی ای است که تمایل به بر همکنش با حبابهای هوا دارد در صورتی که سر قطبی آن جز بارداری است که به یونهای فلزی حاضر در محلول آبی متصل می شود. در این فرآیند پس از افزودن سورفکتانت به سلول فلوتاسیون، سر قطبی سورفکتانت به یون با بار مخالف متصل شده و سر غیر قطبی و هیدرو فوبیک سورفکتانت به حبابهای هوایی که به سلول وارد می شوند، متصل خواهد شد. اجتماع
