Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
ΑΡΓΥΡΑΚΗ ΑΡΙΑΔΝΗ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΡΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ, ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Ο βωξίτης αποτελεί μετάλλευμα αργιλίου και είναι ιζηματογενούς προέλευσης. Περιέχει μείγμα μεταλλικών οξειδίων με πολλές βιομηχανικές εφαρμογές, με κυριότερη την παραγωγή αλουμίνας. Ωστόσο, πλην των βιομηχανικών του εφαρμογών, έχει μελετηθεί παλαιότερα ως προς την αποδοτικότητά του στην απορρόφηση βαρέων μετάλλων, τόσο από υδατικά περιβάλλοντα όσο και από εδάφη. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από εργαστηριακά πειράματα, που πραγματοποιήθηκαν προκειμένου να συγκριθεί η ικανότητα βωξίτη θερμικά τροποποιημένου και μη στην απομάκρυνση Pb (II) από πρότυπα υδατικά διαλύματα.
Τον βωξίτη προσέφερε η εταιρεία IMERYS (S&B Βιομηχανικά Ορυκτά Α.Ε.) σε μορφή κόκκων. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιήθηκαν δείγματα, τα οποία υποβλήθηκαν σε θερμική επεξεργασία σε θερμοκρασίες 450°C και 800°C για 4 ώρες. Πριν και μετά τη θερμική επεξεργασία των δειγμάτων πραγματοποιήθηκαν αναλύσεις των δειγμάτων με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM), καθώς και ορυκτολογικές αναλύσεις περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ (XRD).
Η μελέτη για την απόδοση της προσρόφησης θερμικά κατεργασμένου και μη βωξίτη ως προς τον Pb, διεκπεραιώθηκε με πειράματα ενός σταδίου για δόση υλικού από 2g/L έως 15g/L, πρότυπα διαλύματα νιτρικού μολύβδου με αρχική συγκέντρωση 50mg/L, μέγιστο χρόνο ανάδευσης 1,5h και pH των πρότυπων διαλυμάτων ρυθμισμένο στο 4. Τόσο ο μη θερμικά τροποποιημένος βωξίτης όσο και αυτός που τροποποιήθηκε στους 800°C, χρησιμοποιήθηκαν μόνο κατά την εκτέλεση του τελευταίου πειράματος (ισόθερμες προσρόφησης). Το σύνολο των πειραμάτων πραγματοποιήθηκε με τον θερμικά τροποποιημένο στους 450°C βωξίτη. Όλα τα πειράματα έγιναν σε ειδικό θερμοθάλαμο και στους 22°C.
Η πιο αποτελεσματική συγκέντρωση βωξίτη, η οποία επιφέρει και τη μέγιστη απομάκρυνση μολύβδου από το διάλυμα είναι 10g/L. Η μέγιστη απόδοση του βωξίτη παρατηρείται για τιμές pH=4-8 του υδατικού διαλύματος. Η ισορροπία στο σύστημα φαίνεται να επιτυγχάνεται στα 90min ανάδευσης, ενώ η αύξηση της ιοντικής ισχύος φαίνεται να έχει αρνητική επίδραση στη διαδικασία της προσρόφησης, καθώς όσο αυξάνεται η συγκέντρωση του άλατος (NaNO3) στο υδατικό διάλυμα, τόσο ελαττώνεται η προσρόφηση των μεταλλικών ιόντων από το βωξίτη εξαιτίας του ανταγωνισμού που επικρατεί με τα ιόντα του Na+. Τα δεδομένα που προκύπτουν από το τελευταίο πείραμα (ισόθερμες προσρόφησης), υποδηλώνουν ότι η απομάκρυνση του μολύβδου από το διάλυμα επιτυγχάνεται μέσω της καθίζησής του, λόγω αύξησης του pH του διαλύματος, με την προσθήκη των διάφορων ποσοτήτων του βωξίτη.
