عنوان پایان‌نامه
بررسی چگونگی حذف یون های کروم و روی به صورت هم زمان از محلول آبی به کمک گل قرمز فعال شده به روش مکانیکی - شیمیایی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1133;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 64861
- تاریخ دفاع
- ۲۸ خرداد ۱۳۹۳
- دانشجو
- نورس قنبر پورعبدلی
- استاد راهنما
- حسین عبدی زاده, شهرام رایگان
- چکیده
- گِل قرمز پسماند کارخانه‌ی تولید آلومینا است که به علت داشتن ترکیب غنی از اکسید فلز در جذب سطحی فلزات سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این پژوهش از گِل قرمز فعال شده مکانیکی شیمیایی به عنوان جاذبی مناسب جهت حذف یون‌های کرم شش ظرفیتی و روی از محلول آبی استفاده شد. گِل قرمز خام توسط آسیای پر انرژی و فرآوری با کمک اسید نیتریک 1مولار فعال شد. گِل قرمز خام و فعال شده به کمک روش‌های مختلف مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و فلورسانس پرتو ایکس مشخصه یابی شدند. آزمایش‌های جذب با در نظر گرفتن عواملی مانند pH، مقدار جاذب، دما، زمان تماس و غلظت اولیه‌ی یون‌ها انجام شدند. سینتیک و ترمودینامیک جذب هر دو یون مورد مطالعه گرفت. فعال سازی مکانیکی شیمیایی باعث افزایش سطح ویژه‌ی گِل قرمز از 14 به 176 مترمربع بر گرم شد. pH بهینه‌ی جذب یون‌های کرم و روی به ترتیب 2 و 6 تعیین گردیدند. آزمایش‌های جذب نشان دادند گِل قرمز فعال شده مکانیکی شیمیایی توانایی حذف حدود 98 درصد یون کرم و 76 درصد یون روی را از محلول آبی دارد. نتایج نشان داد دمای مناسب جذب 25 درجه سانتی‌گراد است و با افزایش غلظت اولیه یون‌ها ظرفیت جذب گِل قرمز فعال شده مکانیکی شیمیایی افزایش می‌یابد. مطالعات سینتیکی جذب نشان داد جذب یون‌های کرم و روی توسط جاذب با مدل واکنش شبه درجه‌ی دوم تطابق دارد. بررسی ترمودینامیک جذب نشان داد واکنش جذب هر دو یون گرمازا است. بر اساس آزمایش‌های بازیابی یون‌های جذب شونده مشخص شد که امکان بازیابی 60 درصد یون روی و 25 درصد یون کرم وجود دارد. کلمات کلیدی: گِل قرمز، کرم شش ظرفیتی، روی، جذب سطحی، فعال سازی مکانیکی شیمیایی.
- Abstract
- Red mud is the waste of alumina industry and contains high metal oxides which are active components for the adsorption of heavy metal pollutants. In this study removal of hexavalent chromium and zinc ions from aqueous solution was investigated by mechanical-chemical activated red mud as a suitable adsorbent. The red mud was activated by the aid of high energy planetary mill and acid treatment. The raw red and mechanical-chemical treated red mud were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (XRF) and BET methods. The experiments were carried out to investigate the effect of pH, adsorbent dose, temperature, contact time, initial concentrations on the adsorption process. Kinetic model and Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms were also investigated. The results showed that the surface area of red mud was increased from 14(m^2/g) to 176(m^2/g) by mechanical-chemical activation. The optimum pH of solution for adsorption of Cr(VI) and Zn(II) from aqueous solution turned out to be 2 and 6, respectively. Mechanical-chemical activated red mud removed about 98% and 76% of chromium and zinc ions, respectively. Results of experiments showed that suitable adsorption temperature is 25 ?C and an increase in adsorption capacity is observed by the increase of initial concentrations of Cr(VI) and Zn(II) ions. Adsorption kinetics studies revealed that the adsorption process obeys pseudo-second-order kinetics and mechanical-chemical activation of red mud decreases the time of Cr(VI) and Zn(II) adsorption from aqueous solution significantly. Thermodynamics studies also showed that adsorption of both of hexavalent chromium and zinc was exothermic. Desorption experiments also indicated that the percentage of desorption is 60% for Zn and 25% for Cr. Keywords: Red Mud, Heavy Metals, Hexavalent Chromium, Zinc, Surface Adsorption, Mechanical-Chemical Activation.
