ایزولاسیون سد باطله سرب و روی
با گسترش تکنولوژی و افزایش جمعیت انسان نیاز به مواد اولیه هروزه با شیب تندی روبه افزایش است.
استخراج و فرآوری معدنی باعث تولید انبوهی از باطله های معدنی می کند که این باطله ها حاوی مواد سمی اسیدها و به علت کارایی و بازیابی پایین در فرایندهای فرآوری مقدار زیادی از فلزات سنگین به همراه باطله در محل های مشخصی دفن می شود.
در صورتی که باطله ها به درستی کنترل نشود مواد مضر آنها وارد آب های زیرزمینی و جذب گیاهان موجود در منطقه و با زمینه ای کشاوری اطراف شده و باعث مصمومیت شدید در انسان و سایر موجودات می شود .
تا به امروز تحقیقات زیادی برای بررسی میزان آلودگی سدهای باطله انجام شده است.
برای مثال در مطالعه ای فلزات سنگین اطراف سد باطله آهنگران طبق فاکتور آلودگی CF آلودگی در اطراف باطله برای فلز سرب و روی بسیار زیاد و بارآلودگی PLI شدید در اطراف معدن شناسایی شد ۱۱ در مطالعه دیگری آلودگی باطله معدن ایرانکوه گزارش شد که در آن غلظت فلزات سرب و کادمیم و روی در اطراف سد باطله از حد مجاز خارج شده بود.
بنتونیت جزو کانی های رسی از گروه اسکمنیت و کانی اصلی تشکیل دهنده آن مونت موریلونیت بوده است.
مونت موریلونیت از دو لایه تتراهدار (واحد سیلیس) و یک لایه اکتاهدرال (واحد الومینیم) تشکیل شده است.
با جانشینی ایزومورف داخل شبکه ای آلومینیم چهار ظرفیتی به جای سیلیس و منیزیم و آهن به جای آلومنیوم باعث ایجاد بار منفی در هر واحد مونت موریلونیت، که باعث ایجاد دافعه بین هر واحد مونت موریلونیت می کند.
این فضای خالی توسط کاتیون ها پر شده و تمامی خواص بنتونیت از تبادل کاتیون های میان لایه ای و آبپوشی کاتیون های بین لایه ای به وجود می آید.
تا به امروز تحقیقات گسترده ای درباره خواص بنتونیت برای جذب فلزات سنگین و عایق بندی زباله های سمی همچون زباله های رادیو اکتیو صورت گرفته است.
مواد و روش های ایزولاسیون سد باطله سرب و روی
برای درک نوع رفتار بنتونیت با توجه به ترکیبات شیمیایی از سه نمونه بنتونیت BEJ BEG BEK با خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت که به ترتیب از نوع بنتونیت متورم شونده غیر متورم شونده و ترکیب بنتونیت و زئولیت استفاده شد.
رطوبت و دانه بندی بنتونیت به ترتیبت با روش استاندارد 71-2216 ASTM اندازه گیری و ترکیب شمیایی آن نیز توسط آنالیز XRD و XRF تعیین گردید.
جدول ۱ شکل (۱) طبق نتایج XRD برای نمونه BE-J به علت عدم شارپ بودن در تایش مونت موریلونیت خلوص پایین تر مونت موریلونیت نسبت به دو نمونه دیگر را نشان داده همچنین وجود سیلیس به عنوان ناخالصی در این نمونه را نشان می دهد.
در نمونه BE-Gh وجود گچ در آنالیز XRD و همچنین وجود بالای گوگرد در ترکیب شیمیایی نشان دهند وجود زیاد یون های کلسیم در بنتونیت که باعث پر شدن منافذ در بنتونیت و عدم متورم شدن در این نمونه باشد.
محلول های استاندارد فلزات سرب و روی و آهن که از نمک نیترات تولید شرکت مرک آلمان به علت حلالیت بهتر در آب مقطر دیونیزه شده با غلظت های ۱۰۰۰، ۲۰۰۰ و ۳۰۰۰ میلی گرم بر لیتر به عنوان محلول مادر در سیستم تک جزئی و غظت کل فلزات در سیستم چند جزئی ۱۰۰۰ و ۳۰۰۰ میلی گرم بر لیتر استفاده شد.
دستگاه های مورد استفاده ایزولاسیون سد باطله سرب و روی
PERKIN-ELMER ساخت کشور آمریکا می باشد از شرکت Spectrophotometer Atomic Absorption دستگاه جذب اتمی از نوع که برای اندازه گیری غلظت یون فلز باقیمانده در محلول استفاده شد.
ترازو با دقت ۰٫۰۰۰۱ مدل (154) Mettler Toledo برای اندازه گیری وزن نمک های فلزات برای ساخت محلول مادر و مقدار بنتونیت مورد نیاز استفاده شد.
pll محلولها با دستگاه 7410 inolab اندازه گیری شد. و دستگاه مغناطیسی IKA RCT استفاده شد.
آزمایش جذب فلزات سنگین در محلول استاندارد در دمای محیط ۲۷ درجه سانتی گراد و pH ثابت آب دیونیزه شده برابر ۵٫۲ و به مقدار ۱۰۰ سی سی از محلول مادر به ظرف ۲۵۰ سی سی شیشه نشکن ریخته و دور همزن روی ۱۱ ۳ برای تمامی آزمایشات در نظر گرفته شد.
پس از اتمام زمان در نظر گرفته شده سوسپانسیون توسط کاغذ فیلتر صاف شده و غلظت فلز در محلول زیر صافی توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد.
