بررسی کارایی هیدروکسید لایه‌ای منیزیم-آلومینیوم سنتز شده جهت حذف یون کلرید از پساب سرب و روی انگوران زنجان

زمینه و هدف: آنیون‌های خورنده در پساب‌های صنعتی می‌توانند مشکلات عدیده‌ای را به لحاظ محیط زیستی و اقتصادی به همراه داشته باشند. در این مطالعه هیدروکسید لایه‌ای منیزیم و آلومینیوم با بار اضافی مثبت سنتز شد و جهت جذب یون‌های کلرید از پساب سرب و روی انگوران زنجان مورداستفاده قرار گرفت. مواد و روش‌ها: جهت سنتز، نیترات منیزیم (magnesium nitrate) و نیترات آلومینیوم (aluminum nitrate) با نسبت مولی4 مخلوط شدند. ماده بلورین سنتز شده با آنالیز پراش اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی روبشی به همراه طیف‌سنجی پراش انرژی، طیف‌سنجی مادون‌قرمز و اندازه‌گیری پتانسیل زتا سطح جاذب موردبررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج پراش اشعه ایکس ساختار لایه‌ای هیدروکسید منیزیمآلومینیوم را تایید کرد که قبل و بعد از جذب تفاوت چندانی به لحاظ ساختار بلورین ایجاد نشده و تنها فاصله بین لایه‌ها تغییر پیداکرده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی متراکم شدن جاذب بعد از جذب یون کلرید را نشان داد و همچنین طیف‌سنجی پراش انرژی وجود یون‌های کلرید و ترسیب یون کلسیم بعد از جذب را تائید نمود. اندازه‌گیری زتا پتانسیل، بار مثبت سطح جاذب را تایید کرد. یافته‌های حاصل از جذب نشان دادند که با توجه به اینکه جذب از طریق برقراری برهمکنش میان بار مثبت اضافی در لایه‌های جاذب و آنیون موجود صورت می‌گیرد میزان جذب و حذف یون کلرید از پساب به وجود این بار اضافی بستگی دارد. مطالعات ایزوترم جذب تطابق داده‌های تجربی با مدل لانگمویر را نشان داد که نشان‌دهنده وجود برهمکنش میان جاذب و جذب‌شونده است و حداکثر ظرفیت جذب برای نسبت mg/al برابر با 4 در دمای c °60 mg/g 153.8 تعیین شد. مرحله تعیین‌کننده سرعت مرحله برقراری برهمکنش میان یون‌های کلرید و هیدروکسید لایه‌ای آلومینیوممنیزیم تعیین شد. نتایج نشان دادند با افزایش میزان جاذب از 1.5 تا 4.5 گرم میزان جذب افزایش می‌یابد و زمان تعادل از 90 دقیقه در 1.5 گرم جاذب به 4 ساعت در 4.5 گرم افزایش می‌یابد. درنهایت مطالعات ترمودینامیکی خود به خودی بودن فرایند جذب و قوی‌تر شدن برهمکنش میان جاذب و جذب‌شونده با افزایش دما را نشان داد. نتیجه‌گیری: حذف یون کلرید از طریق تثبیت آن در لایه‌های هیدروکسید آلومینیوممنیزیم می‌تواند راهکار خوبی جهت کاهش یون کلرید از پساب صنعتی سرب و روی زنجان باشد زیرا که کلرید هیدروکسید آلومینیوممنیزیم به‌دست‌آمده نسبت به یون کلر اضافی نفوذناپذیر بوده و می‌تواند به‌عنوان ملات ساختمانی در سازه‌های دریایی به‌خوبی استفاده شود.

Investigation of the Adsorption Efficacy in Removal of Chloride Ions by Synthesized magnesium–aluminum hydroxide from Zanjan Lead &Zinc Industry wastewater

Background and Purpose: The presence of corrosive anions in industrial wastewater can have many environmental and economic problems.Materials and methods: In this study, layered magnesium -aluminum oxide was synthesized which has an extra positive charge and was used for adsorption of chloride ions from wastewater of lead and zinc industry.Results: The synthesized crystalline material was investigated by Xray diffraction spectroscopy, Scanning electron microscopy energy dispersive spectroscopic analysis. Xray diffraction spectroscopy results showed that there was no difference in the crystalline structure before and after chloride ion adsorption. Scanning electron microscopy energy dispersive spectroscopic analysis showed the condensation of adsorbent after chloride ions adsorption and EDX analysis confirmed the presence of chloride and precipitation of Ca2+ ions after adsorption. Measurement of zetapotential for synthesized layered magnesium -aluminum hydroxide confirmed the positive surface charge. Isotherm studies have shown the compatibility of experimental data with the Langmuir model, which indicates the interaction between adsorbent and chloride ions, the maximum adsorption capacity for the synthesized adsorbent with Mg / Al ratio of 4 was determined 153.8 mg/g at 60 ° C. The obtained values showed the intercalation rate follows pseudosecondorder. The experimental data confirmed adsorption capacity has been increased with increasing the adsorbent dosage from 1.5 to 4.5 gr and the equilibrium time increased from 90 min. to 4 h from 1.5 g adsorbent to 4.5 g. Thermodynamic studies revealed the adsorption occurs spontaneously and positive entropy changes indicated strengthening the interaction between adsorbent and chloride ions with increasing the temperature from 25 to 60 °C.Conclusion: Finally, it can be concluded synthesized double layered AlMg hydroxide can be a good candidate to reduce chlorine ions from lead and zinc Industry wastewaters.