بخشی از مقاله
چکیده
از آنجایی که درصد بالایی از آلودگی ها توسط انتشار فلزات سنگین در محیط زیست رخ می دهد، بنابراین ارائه روش های موثر برای کاهش این عناصر موضوع بسیار مهمی است. در این مقاله، استفاده از روش های مغناطیسی برای جداسازی آهن و منگنز از دوغاب های ریخته گری سرامیکی بررسی شده است. نمونه استفاده شده دارای %0/9 آهن و %0/4 منگنز است. همه آزمایش ها در شرایط یکسان دما، گرانروی و اندازه ذرات انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که شرایط بهینه برای انجام آزمایش ها به ترتیب مقدار ویسکوزیته 4 سانتی پوآز و دمای 16 درجه سانتیگراد می باشد. که در این شرایط، به جداسازی %58 آهن و %46 از منگنز دست یافتیم.
.1 مقدمه
فرآیند ریخته گری دوغابی یکی از روش های شکل دهی سرامیک ها است. ریخته گری دوغابی شامل ریختن یک دوغاب ریخته گری به داخل یک قالب متخلخل، دادن زمان مناسب برای انتقال آب از دوغاب به قالب در اثر مکش لوله مویین، ایجاد یک لایه روی سطح و خارج کردن دوغاب اضافی است.[1] عامل دیگری که سبب پیچیدگی موضوع می شود این است که معمولا برای ریخته گری دوغابی از دوغاب هایی استفاده شود که مقدار کمی خاصیت تیکسوتروپی داشته باشند، به طوری که تشکیل جداره ریخته گری شده به طور عادی با کمک و استقرار ساختمان داخلی تیکسوتروپی انجام گیرد.[1]
اجزای تشکیل دهنده دوغاب های ریخته گری سرامیک بطور معمول شامل مواد گدازآور، مواد پرکننده، مواد ترکننده، چسب ها، اکسیدهای فلزی و ... می باشند. از این رو به دلیل وجود اکسیدهای فلزی برخی ناخالصی ها منجمله؛ آهن ،منگنز، آلومینیوم ، تیتانیوم و ... وارد محلول دوغاب می شوند که ورود این ذرات به محیط زیست عواقبی دارد که در مباحث زیر به آن اشاره شده است.[2,5] نباید تصور کرد که تمامی آلایندههای هوا در حالت گازی هستند، بلکه تعداد زیادی از مواد شیمیایی و آلاینده های هوا به صورت ذرات معلق در هوا وجود دارند.
ذرات معلق موجود در اتمسفر کشورهای در حال توسعه به عنوان یکی از مسائل جدی زیست محیطی مطرح می باشد. به طوری که در گزارش منتشر شده توسط در سال 2006 که آلودگی هوای
20 شهر در آن مقایسه شده است، اکثر شهرهای درگیر از کشورهای در حال توسعه بودند. در این 20 شهر مورد مطالعه ، در 17 شهر غلظت سالیانه ذرات معلق بالاتر از استاندارد و در رنج 200 - 600 قرار داشت.
ذرات معلق
موجود در هوای آزاد شامل ترکیبات فلزی، ترکیبات معدنی، دانههای گرده، میکروارگانیسمها و ذرات ناشی از فرایندهای صنعتی و دوده میباشد، که توسط منابع مختلف منتشر میشوند. این ذرات دارای خصایص گوناگونی میباشند که از آن جمله می توان به خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی آنها اشاره کرد.[4,6] منابع اصلی آلودگی فلزات سنگین شامل منابع انسان ساز و منابع طبیعی انتشار آنهامی باشد.
به عنوان مثال منابع طبیعی و انسان ساز انتشار آهن عمدتا شامل کارخانجات ذوب آهن، سوختهای فسیلی، رنگهای کوره ای، کوره های تولید چدن، آتشفشان های فعال، معادن و بسترهای سنگی حاوی آنها،دریاچه ها ، جنگل سوزی ،انتشار از صنایع مصرف کننده محصولات حاوی آهن مانند سرامیک ، شیشه ، رنگ ، مینا کاری که در تولید آنها از رنگهای حاوی آهن استفاده می شود. محصولات الکترونیکی ، زباله سوزها ی شهری، پسماندهای صنایع فلزی مثل صنایع استیل و فولاد ، سیمان ، سنگ گچ ، روی ، سرب ، مس و آلیاژهای آنها و باقیمانده های سوخت های فسیلی و.... می باشد.
طبق تحقیقات صورت گرفته در ایران،ایتالیا،سوئیس،آلمان و یونان بین 25 - 32 درصد ذرات معلق موجود در هوای شهرها دارای ترکیبات آلی - حدود 400 ترکیب - و بین 68 - 75 درصد آن دارای ترکیبات معدنی شامل سولفات، آهن، نیترات، آمونیوم ، سیلیسیوم ، گوگرد ، آلومینیوم ،کلسیم، پتاسیم، سرب، روی، مس، تیتانیوم ، منگنز، نیکل و وانادیم میباشد. همچنین مطالعات اپیدمیولوژیکی کوتاه مدت و بلند مدت، اثرات معکوس و مضر ذرات معلق را بر روی سلامت، افزایش مرگ و میر، بیماری های تنفسی و قلبی - عروقی، سیدروز، سرطانهای پوست، کیسه بیضه، حنجره، برونشیت ها و مثانه، هپاتیت، توبرکولوز - بیماری شدید ریوی - نشان داده است.[1,7]
در مبحث حفاظت محیط زیست ، بهداشت و سلامت انسانها فلزاتی مانند سرب، جیوه،آهن، منگنز، کادمیوم ، نیکل،کروم جزء گروه فلزات سنگین بوده که این عناصر و بسیاری از ترکیبات آنها به لحاظ اثرات سوء و زیان بارشان بر سلامت انسان و محیط زیست از سموم پرخطر پیرامون ما محسوب می گردند.[4] منگنز ، مانند آهن ، فلزی خاکستریرنگ است. فلزی است سخت و بسیار شکننده که بهسختی ذوب اما بهراحتی اکسیده میشود. فلزمنگنز فقط پس از پردازش خاصی فرومغناطیس میگردد. کلیترین حالتهای اکسیداسیون منگنز ، +6 ، +4 ، + 3،+ 2و +7 است، اگرچه حالتهای اکسیداسیون از +7 تا +1 مشاهده میشود. ترکیبات منگنزی که درآنها منگنز دارای حالت اکسیداسیون +7 میباشند، عاملهای اکسید کنندهای قوی هستند.[4]
مقدار بیش از حد منگنز ، سمی است و به علت میزان مسمومیتزایی این عنصر تماس با گرده، بخار و ترکیبات منگنز حتی برای زمانهای کوتاه نباید از حداکثر 35 mg/m فراتر رود محلولهای پرمنگنات اسیدی کلیه مواد معدنی را که با آنها در تماس هستند، ازبین خواهند برد و قادر به سوزاندن آنها میباشند.[2] به طور کلی اختلالات عصبی - پارکینسون، آلزایمر، افسردگی، اسکیزوفرنی - - انواع سرطان ها- فقر مواد مغذی- بر هم خوردن تعادل هورمونها- چاقی- سقط جنین پوکی استخوان و در موارد حاد مرگ از نتایج اثرات ورود فلزات سنگین به بدن انسان می باشد7]،6،.[4
