Απόδοση θερμικά τροποποιημένης ατταπουλγιτικής αργίλου στην απορρόφηση μολύβδου και χαλκού από υδατικά διαλύματα

Διπλωματική Εργασία uoadl:1316377 809 Αναγνώσεις

Μονάδα:
ΠΜΣ με ειδίκευση στην Εφαρμοσμένη Περιβαλλοντική Γεωλογία
Βιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2014-06-11
Έτος εκπόνησης:
2014
Συγγραφέας:
Μεσσήνη Παναγιώτα
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Αριάδνη Αργυράκη, Επίκουρη Καθηγήτρια
Πρωτότυπος Τίτλος:
Απόδοση θερμικά τροποποιημένης ατταπουλγιτικής αργίλου στην απορρόφηση μολύβδου και χαλκού από υδατικά διαλύματα
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Adsorption of lead and copper from aqueous solution by heat treated attapulgite clay
Περίληψη:
Η ατταπουλγιτική άργιλος που εξορύσσεται στην Ελλάδα και συγκεκριμένα στη
περιοχή των Γρεβενών, αποτελεί ένα φυσικό υλικό, φιλικό προς το περιβάλλον,
εύκολα διαθέσιμο με αποδεδειγμένη αποτελεσματικότητα σε περιπτώσεις
περιβαλλοντικής αποκατάστασης εδαφών που έχουν ρυπανθεί από βαρέα μέταλλα. Στη
παρούσα εργασία, παρουσιάζονται αποτελέσματα από εργαστηριακά πειράματα που
πραγματοποιήθηκαν, με σκοπό να συγκριθεί η προσροφητική ικανότητα ατταπουλγίτη
(παλυγορσκίτη) θερμικά τροποποιημένου και μη, σε Pb (II) και Cu (II) από
πρότυπα υδατικά διαλύματα.
Την ατταπουλγιτική άργιλο προσέφερε η εταιρία Geohellas Α.Ε, σε μορφή
πούδρας. Τα δείγματα υποβλήθηκαν σε θερμική επεξεργασία σε θερμοκρασίες 130,
330, 500 και 800oC για 4 ώρες. Πριν και μετά τη θερμική επεξεργασία των
δειγμάτων πραγματοποιήθηκαν ορυκτολογικές αναλύσεις περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ
(XRD) μέσω των οποίων έγινε εμφανές ότι το κρυσταλλικό πλέγμα του ατταπουλγίτη
παραμορφώνεται σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 330oC. Η θερμική επεξεργασία
προκαλεί αφυδάτωση - απώλεια ζεολιθικού H2O σε χαμηλές θερμοκρασίες ( <150oC)
και αφυδροξυλίωση σε υψηλότερες θερμοκρασίες (350-500oC), ενώ σχεδόν πλήρης
καταστροφή του πλέγματος λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασίες > 550oC.
Η συγκριτική μελέτη για την αποδοτικότητα προσρόφησης θερμικά τροποποιημένου
και μη ατταπουλγίτη, σε Pb και Cu, διεξήχθη με πειράματα ενός σταδίου για δόση
προσροφητικού από 2 έως 15 g/L, πρότυπα διαλύματα μετάλλων αρχικής συγκέντρωσης
50 mg/L, μέγιστο χρόνο ανάδευσης 2h και pΗ των πρότυπων υδατικών διαλυμάτων
ρυθμισμένο στο 4. Όλα τα πειράματα διεξήχθησαν σε ειδικό θερμοθάλαμο στους 22oC
για τον Pb και στους 25oC για τον Cu. Τουλάχιστον το 90% του Pb και Cu
συγκρατήθηκε από δόση προσροφητή 5 g/L και 10 g/L αντίστοιχα για όλα τα
αργιλικά υλικά, ενώ αύξηση της ποσότητας της δόσης του προσροφητή σε 10 g/L και
15 g/L αντίστοιχα οδήγησε σχεδόν σε 100% κατακράτηση για όλα τα υλικά (θερμικά
τροποποιημένα και μη). Εξαίρεση αποτέλεσε ο ατταπουλγίτης που πυρώθηκε στους
800oC, όπου το 70% περίπου του Cu συγκρατήθηκε από δόση προσροφητή 10 g/L. Το
βέλτιστο pΗ του πρότυπου υδατικού διαλύματος είχε τιμή 4-6 και για τα 2
μεταλλικά στοιχεία αλλά και για όλα τα υλικά. Η μέγιστη απορρόφηση των μετάλλων
επετεύχθη μέσα στα πρώτα 5 min της αντίδρασης για όλα τα υλικά, με εξαίρεση τον
ατταπουλγίτη που πυρώθηκε στους 800oC. Σταδιακή αύξηση της συγκέντρωσης NaNO3
από 0 έως 0,5 mol/L προκάλεσε μείωση στη προσρόφηση των βαρέων μετάλλων πιθανόν
λόγω του ανταγωνισμού μεταξύ των Na+ και Pb2+ για τις θέσεις προσρόφησης. Οι
κύριοι μηχανισμοί προσρόφησης των μετάλλων φαίνεται να είναι η δημιουργία
συμπλόκων εξωτερικής σφαίρας συναρμογής και η ιοντοανταλλαγή. Τα δεδομένα
υποδηλώνουν ότι σημαντικές αλλαγές στην ικανότητα προσρόφησης της
ατταπουλγιτικής αργίλου πιθανόν οφείλονται στη καταστροφή του κρυσταλλικού
πλέγματος του υλικού και την αλλοίωση του ναννοπορώδους του έπειτα από πύρωση
του υλικού σε θερμοκρασίες > 550oC.
Λέξεις-κλειδιά:
Ατταπουλγίτης, Θερμική τροποποίηση, Προσρόφηση Pb, Cu
Ευρετήριο:
Ναι
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
5
Εικονογραφημένη:
Ναι
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
59
Αριθμός σελίδων:
106