بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش در دو محور بررسی و انجام شد. در محور اول ، نانوذرات مگنتیت به عنوان یکی از نانوجاذب های مورد توجه در تصفیه پساب ، در روشی کم هزینه و دوستدار محیط زیست بدون استفاده از نمک های شیمیایی از قبیل , FeCl2 , FeCl3 FeSO4 و تنها با استفاده از پسماند معادن آهن سنتز و سپس در محور دوم قابلیت آنها در تصفیه پساب بررسی شد.ابتدا محتوای آهن موجود در باطله معدن گل گهر به روش لیچنگ با اسید کلریدریک در شرایط یک ساعت،دمای 80 درجه،سرعت همزدن 400دور بر دقیقه و غلظت 8 مولار اسید جدا شده و به عنوان پیش ماده اصلی و آغازگر درسنتز نانوذرات مگنتیت استفاده شد.محلول ./5 مولار از محلول فوق تهیه شد و محلول سدیم سولفیت به آن افزوده شد.سپس با افزوده شدن هیدروکسیدآمونیوم، رسوب حاوی ذرات سیاه رنگ مگنتیت ظاهرشد.
نتایج آنالیزSEM،EDX،XRD نشان داد که رسوب سیاه رنگ حاصل، ذرات مگنتیت با اندازه میانگین 30-45 نانومتر و شکل کروی و خلوص رضایتبخشی می باشند.نانوذرات مگنتیت سنتز شده در مقادیر متفاوت به پساب سنتزی حاوی فلزات کبالت و مس در محدوده غلظت های مختلف 100 ppmو75و50و25 افزوده شد و پس ازیک ساعت تماس در شیکر انکوباتور با دمای60 درجه، مورد آنالیزICP/OES قرار گرفتند.نتایج ICP/OES نشان داد که نانوذرات مگنتیت سنتز شده از پسماند، توانایی بازیابی یونهای فلز Cu وCo را به ترتیب به میزان 96 و90 درصد از پساب دارند.
واژه های کلیدی : تصفیه پساب ،آلاینده فلزی ، نانوذرات ، مگنتیت ، پسماند معدنی
پساب های صنعتی و معدنی جزء خطرناک ترین منابع آلودگی هستند که با وجود ترکیباتی چون هیدروکربورها، فنل، سولفید هیدروژن، آرسنیک و فلزات سنگینی از قبیل نیکل، سرب، جیوه،کبالت، روی و مس وارد محیط زیست شده و مشکلات فراوانی را به دنبال دارند. - ایگدر، - 1390 فلزات سنگین به خاطر غیرقابل تجزیه بودن و آثار زیان بار فیزیولوژیک بر جانداران در غلظت های کم، اهمیتی ویژه در تصفیه پساب دارند. - بهرامی و همکاران ، - 1390کبالت رادیواکتیو به صورت گسترده در پزشکی به عنوان سترون کننده و در درمان سرطان استفاده و همچنین در نیروگاه اتمی تولید می شود. این ماده دارای نیمه عمر بسیار بالایی است وحذف آن از محیط زیست یکی از مشکلات پیش روی بشر است.مس نیز با وجودی که در حالت عادی نه تنها برای بدن و میکروارگانیسم ها مضر نیست و حتی جزء عناصر باارزش در تغذیه ارگانیسم ها قرار می گیرد؛ اما حضوربیش ازحد آن به صورت محلول در آب می تواند برای تمامی جانداران مشکل زا گردد. - Rahmani , et al , 2010; Karabelli , et al , 2008 -
روشهای مختلف و متعددی برای حذف و جداسازی یونهای فلزات سنگین از محلولهای آبی وجود دارد. از مهمترین روشهایی که برای این منظور استفاده می شوند؛ می توان به رسوب دهی شیمیایی، تعویض یونی، اسمز معکوس، فرآیند های غشایی، تبخیر، استخراج با حلال و جذب اشاره کرد.روش های مرسوم ذکرشده بسیار پرهزینه هستند و همچنین دارای معایبی چون حذف ناقص فلزات، تولید باطله ها و لجن های حاوی فلزات سنگین و درمعرض گذاشتن باطله های ثانویه می باشند. - بهرامی و همکاران،1390 ؛ خدابخشی وهمکاران،1390 ؛ - Li , et al ,2008طی سالیان اخیر، جذب سطحی بوسیله نانوجاذب های مختلف به عنوان یک تکنولوژی سازگار با محیط برای حذف فلزات سنگین از آب و پساب مورد توجه قرار گرفته است. - Chen, et al, 2010 ; Hua , et al, 2011 -
از بین نانوجاذب های مختلف، نانوذرات مگنتیت - Fe3O4 - به دلیل ارزانی، غیر سمی بودن، واکنش سریع و توانایی و بازده بالا در پالایش آلاینده های فلزی پساب ها از محبوبیت بیشتری برخوردارند. - Beatri , et al , 2009 ; Borai , etal , 2007 - برای تهیه نانوذرات مگنتیت حضور نمک های کلرید و سولفات آهن به عنوان پیش ماده های اصلی و مواد آغازگر واکنش، ضروری ست. - - Beatri , et al , 2009 ; Khodabakhshi , et al , 2011 که منجر به مصرف بالای مواد شیمیایی از قبیل FeCl2 .4H2O , FeCl3.6H2O , FeSO 4.H2O در مرحله تولید این نانوذرات می شود. ; KHAN , et al Shen, et al, 2009 - - , 2011; Faraji et al , 2010از سوی دیگر در معادن وکارخانجات فرآوری فلزات ، باطله هایی وجود دارند که به دلیل پایین بودن عیار آهن موجود در آنها و عدم توانایی مراحل معدنکاری و فرآوری از قبیل فلوتاسیون، جدایش مغناطیسی و ... به صورت با طله در طبیعت رها شده و ایجاد مشکلات زیست محیطی و اقتصادی می کنند .
با اعمال ضوابط زیست محیطی از سوی ارگانهای مختلف، این باطله ها می بایست به گونه ای مناسب دفع گردند که در اغلب موارد یا چنین امری به دلیل بروز آلودگی های ثانویه حتی پس از دفع مناسب، به طور کامل میسر نیست و یا مستلزم صرف زمان و هزینه های اقتصادی زیاد است. - - Giri , et al , 2011با کنار هم قرار دادن مشکلات زیست محیطی و نیز اقتصادی ناشی از مصرف بالای مواد شیمیایی در مرحله تولید نانوذرات مگنتیت و حجم فزاینده ی باطله ها و پسماندهای معادن، تلاش برای تهیه نانوذرات مگنتیت بدون استفاده از مواد شیمیایی خالص اولیه و صرفا با کمک منابع ثانویه ای چون باطله معادن، به عنوان راهکار و مسیر مناسب پیشنهاد می شود.براین اساس در مطالعه حاضر، نانو ذرات مگنتیت از پسماند معدن آهن گل گهر تهیه شده و سپس توانایی آن در حذف یونهای فلزی مس وکبالت از پساب بررسی شده است.
مواد و روش بررسی :
-1تولید نانوذرات مگنتیت از پسماند
پسماند مورد استفاده در این روش، از واحد فرآوری معدن آهن گل گهر تهیه شد . این باطله ، پس از نرم کنی در آسیاب گلوله ای ، به منظور خلوص بیشتر محتوای آهن، توسط جداکننده مغناطیسی مورد جدایش قرار گرفت.ترکیب شیمیایی کنسانتره حاصل از این بخش به منظور شناسایی نوع و میزان عناصرهمراه آهن، توسط آنالیز XRF مشخص و در جدول 1 نشان داده شده است.
