تعیین شرایط بهینه فلوتاسیون یونی روی از پساب های صنعتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

فلوتاسیون یونی روشی برای حذف یون‌های موجود در محلول‌ها با افزودن مواد شیمیایی نظیر کلکتورها در حضور حباب‌های هوا است. در این تحقیق حذف کاتیون‌های فلز روی دو ظرفیتی از پساب سنتزی با غلظت کم با روش فلوتاسیون یونی مورد مطالعه قرار گرفت. از سدیم دو دسیل سولفات(SDS) و اتیل هگزا دسیل آمونیوم برمید (EHDABr) به عنوان کلکتور و از متیل ایزوبوتیل کربینول (MIBC) و داوفروت 250 به عنوان کف‌ساز استفاده شد. برای بررسی فرایند فلوتاسیون یونی و پارامترهای موثر در آن، 16 آزمایش با شش عامل متغیر با به کارگیری نرم‌افزار DX7 و بر اساس روش طراحی آزمایش فاکتوریل دو سطحی طراحی و در لوله هالیموند انجام شد. نتایج تحلیل آزمایش‌ها نشان داد که شرایط بهینه فرایند فلوتاسیون یونی روی با 300ppm کلکتور 90SDS,ppm کف‌ساز داوفروت 250، pH برابر با 3 و دبی هوا برابر 1/8ml/minبه دست می‌آید. نتایج بهینه در سلول فلوتاسیون مکانیکی آزمایش شد که در این شرایط بازیابی 92% برای یون روی و بازیابی آب معادل با 8/65% در حدود 10 دقیقه فلوتاسیون یونی حاصل شد. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که استفاده از فلوتاسیون یونی در حذف یون‌های روی از پساب‌های صنعتی روش مناسبی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Removal of Zn(II) from Wastewater by Ion Flotation: Determination of Optimum Conditions

نویسندگان [English]

  • F. S. Hoseinian
  • M. Irannajad
  • A.R. Azadmehr
Department of Mining & Metallurgical Eng., Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Ion flotation includes removing of ions from solution by adding chemical reagents such as collectors in the presence of air bubbles. In this study, removal of Zn(II) cations was studied from low concentration synthetic wastewater by ion flotation. Sodium dodecyl sulfate (SDS) and ethylhexadecyldimethylammonium bromide (EHDABr) were used as collectors and methyl isobutyl carbonyl (MIBC) and Dowfroth250 as frothers. To investigate the effective parameters, the experimental design was performed supporting by DX7 software. Two-level factorial method was used. Sixteen experiments including 6-level variables were designed. The tests were conducted in Hallimond tube. The results showed that the optimal conditions for the removal of Zn(II) ions were: pH=3, SDS= 300 ppm, Dowfroth250= 90 ppm and air flow rate= 1.8 ml/min. Optimal results were evaluated in a mechanical flotation cell. In optimal condition, recovery of Zn(II) ions and water were more than 92% and 8.65% after 10 min, respectively. This study showed that the use of ion flotation is a very effective method for Zn(II) ions removal from industrial wastewaters.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ion flotation
  • Experiment Design
  • Zn(II) ions
  • Wastewater
  • Water Recovery

مراجع

[1] F. Fu, Q. Wang, Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review, Journal of environmental management, 92(3) (2011) 407-418.
[2] S. Nicol, K. Galvin, M. Engel, Ion flotation-potential applications to mineral processing, Minerals Engineering, 5(10-12) (1992) 1259-1275.
[3] I. Langmuir, V.J. Schaefer, The effect of dissolved salts on insoluble monolayers, Journal of the American Chemical Society, 59(11) (1937) 2400-2414.
[4] F. Sebba, Ion flotation, Elsevier, 1962.
[5] H. Tomlinson, F. Sebba, Determination of surfactant ions by ion flotation, Analytica Chimica Acta, 27 (1962) 596-597.
[6] A. Hernández-Expósito, J. Chimenos, A. Fernández, O. Font, X. Querol, P. Coca, F.G. Peña, Ion flotation of germanium from fly ash aqueous leachates, Chemical Engineering Journal, 118(1) (2006) 69-75.
[7] A. Zouboulis, Silver recovery from aqueous streams using ion flotation, Minerals Engineering, 8(12) (1995) 1477-1488.
[8] M. Reyes, F. Patiño, F.J. Tavera, R. Escudero, I. Rivera, M. Pérez, Kinetics and recovery of xanthate-copper compounds by ion flotation techniques, Journal of the Mexican Chemical Society, 53(1) (2009) 15-22.
[9] K. Oikawa, Foam treatment of wastewater with N-monodecanoyl diethylenetriamine, Tohaku Kogyo Gijutsa Shikensho Hokoku, 7 (1976) 46-52.
[10] C.W. McDonald, O.A. Ogunkeye, Ion flotation of zinc using ethylhexadecyldim ethylammonium bromide, Microchemical Journal, 26(1) (1981) 80-85.
[11] G. Mal’tsev, S. Vershinin, Concentration and recovery of halide complexes of aluminum subgroup metals by ionic flotation, Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 46(1) (2012) 63-71.
[12] Z. Liu, F.M. Doyle, Ion flotation of Co2+, Ni2+, and Cu2+ using dodecyldiethylenetriamine (Ddien), Langmuir, 25(16) (2009) 8927-8934.
[13] F.M. Doyle, Z. Liu, The effect of triethylenetetraamine (Trien) on the ion flotation of Cu2+ and Ni2+, Journal of colloid and interface science, 258(2) (2003) 396-403
[14] Z. Liu, F.M. Doyle, A thermodynamic approach to ion flotation. I. Kinetics of cupric ion flotation with alkylsulfates, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 178(1) (2001) 79-92.
[15] Z. Liu, F.M. Doyle, A thermodynamic approach to ion flotation. II. Metal ion selectivity in the SDS–Cu–Ca and SDS–Cu–Pb systems, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 178(1) (2001) 93-103.
[16] F.S. Hoseinian, Removal of Ni and Zn ions from Industrial Wastewaters by ion flotation, Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran, 2013 (In Persian).
[17] H. Polat, D. Erdogan, Heavy metal removal from waste waters by ion flotation, Journal of Hazardous Materials, 148(1) (2007) 267-273.
[18] J. Rubio, M. Souza, R. Smith, Overview of flotation as a wastewater treatment technique, Minerals engineering, 15(3) (2002) 139-155
[19] J. Rubio, F. Tessele, Removal of heavy metal ions by adsorptive particulate flotation, Minerals Engineering, 10(7) (1997) 671-679
[20] I. Scorzelli, A. Fragomeni, M. Torem, Removal of cadmium from a liquid effluent by ion flotation, Minerals Engineering, 12(8) (1999) 905-917.
[21] C. McDonald, J. Jaganathan, Ion flotation of nickel using ethylhexadecyldimethylammonium bromide, Microchemical Journal, 27(2) (1982) 240-245.
[22] D.C. Montgomery, Design and analysis of experiments, John Wiley & Sons, 2017.
نشریه مهندسی عمران امیرکبیر
دوره 49، شماره 4
اسفند 1396
صفحه 679-686

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار