Ağır metallerle uğraşan bu üç mineral yıldızın süper uyuşturucu bağımlıları var
Geçtiğimiz on yılda, birçok bilimsel araştırmacı ağır metallerin kil mineralleri tarafından adsorpsiyonu için çok çalışıyor ve çevre koruma üretim uygulamalarına yatırım yaptı. Yıllarca tekrarlanan testler ve uygulamalardan sonra, üç kil mineralinin adsorpsiyonu endüstride yaygın olarak kabul edilmiştir.Şu anda, bunlar aynı zamanda çevre koruma pratik materyallerinde yıldız minerallerdir: montmorillonit, kaolinit ve illit.
Montmorillonit
Ağır metal kirliliği, tüm dünyada baş ağrısına neden olan bir çevre sorunudur ve çevre jeolojisi topluluğu ve çevre mühendisliği camiasında yaygın bir endişe uyandırmıştır. Ucuz ve verimli mineral madde adsorban teknolojisinin bulunması, su kirliliği kontrolü sürecinde çok önemli bir araştırma konusudur. Çünkü kimyasal çökeltme, geçirgen membran, iyon değişimi ve aktif karbon adsorpsiyonu gibi halihazırda kullanılan ağır metal kirliliği arıtma teknolojileri genellikle pahalıdır. Bununla birlikte, tekrarlanan uygulamalardan sonra, montmorillonit, kaolinit ve illit gibi kil minerallerinin, geniş özgül yüzey alanları, yüksek gözeneklilikleri ve güçlü polariteleri nedeniyle, sudaki Pb, Zn, Cd, Cr ve Hg gibi ağır metallere daha dirençli olduğu bulunmuştur. Tehlikeli kirleticiler, atık sudaki ağır metallerin zararlı elementlerini gidermek için ideal bir düşük maliyetli adsorban olan güçlü adsorpsiyon kapasitesine sahiptir ve su kirliliği kontrolünde büyük bir uygulama olasılığına sahiptir. Aşağıda, toksik elementlerin üç mineral tarafından adsorpsiyonuna bir göz atalım:
Montmorillonitin ağır metal toksik elementlere adsorpsiyonu
Montmorillonit, az miktarda alkali ve alkali toprak metal sulu silikat minerali içeren, kabaran, katmanlı bir yapıdır. Montmorillonitin özgül yüzey alanı 56.37m2 / g'dır.Yüksek katyon değişim performansına ve güçlü adsorpsiyona sahiptir.Parçacıkların çok ince yüklü partiküllere, özellikle kanalizasyonla uyumlu Ca-montmorillonit'e bölünmesi kolaydır. Pb, Zn, Cd, Cr, Hg ve diğer ağır metal iyonları, REE veya U, Th ve diğer radyoaktif elementler karşılaştığında, aşağıdaki adsorpsiyon veya iyon değişim reaksiyonları gerçekleşir:
Ca-montmorillonit + (Cu, Pb, Zn, Cd, REE, U, Th) = (Cu, Pb, Zn, Cd, REE, U, Th) -montmorillonit + Ca2 +
Bu nedenle kanalizasyondaki Pb, Zn, Cd, Cr, Hg, REE, U, Th, vb. Ağır metal elementler su kütlesini daha fazla kirletme ve arıtma amacına ulaşma yeteneğini kaybeden montmorillonit ile sabitlenir.
Çok sayıda deneysel sonuç, oda sıcaklığında ve pH = 4'te, montmorillonitin Pb2 +, Cd2 + ve Cr3 + gibi ağır metal iyonlarına adsorpsiyon oranının son derece yüksek olduğunu ve% 100'e ulaştığını göstermektedir.
Tablo 1 montmorillonitin adsorpsiyon kapasitesinin deneysel verileri
Modifikasyon, asit muamelesi ve ısıl işlem yoluyla, montmorillonitin adsorpsiyon kapasitesi büyük ölçüde artırılır. Tablo 1'de gösterildiği gibi, modifiye edilmiş montmorillonit, Pb için 8-9 kat daha yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahiptir; ısıl işlem görmüş montmorillonit, Cd için asitle işlemden sonra 4 kat daha yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahiptir. Montmorillonit ve diğer muameleleri değiştirerek, ağır metal zararlı elementlerin adsorpsiyonunu büyük ölçüde artırabileceği ve dekontaminasyon performansını iyileştirebileceği görülebilir.
Kaolinitin ağır metal toksik elementlere adsorpsiyonu
Kaolinit, 14.17 m2 / g özgül yüzey alanına sahip 1: 1 oktahedral tabakalı silikat mineraline aittir. Son derece ince parçacık boyutuna sahip doğal kaolinit, koloidal parçacıklar olarak diğer safsızlıkları adsorbe etme eğilimindedir. Yapısal birim tabakanın yüzeyinde OH iyonlarının varlığı da kaolinitin güçlü bir iyon değişim kapasitesine sahip olmasını sağlar. Ek olarak, kaolinit, partikül arayüzünde çok sayıda organik molekülü de adsorbe edebilir.
Jiangsu kaynaklı kaolinit
Bazı bilim adamları, Guizhou'daki Laowanchang altın madeninin ve Yunnan'daki Shangmanggang altın madeninin madencilikle kirlenmiş alanındaki kaolinitten sistematik olarak numune almışlardır.Test ve analiz sonuçları, kaolinitin Pb, Cr ve Cd üzerinde etkileri olduğunu ortaya koyan Tablo 2 ve 3'te listelenmiştir. , As, Sb ve diğer ağır metal zararlı elementler.
Kaolinitte As içeriği 778,5 × 10-6 3188,0 × 10-6 kadar yüksektir. Cr ve Sb ayrıca daha yüksek içeriğe sahiptir. Maokou kireçtaşı, Dachang silisli kaya ve Zimuyou birincil Carlin tipi altın cevheri ile karşılaştırıldığında, kaolinit içindeki Pb, Cr, Cd, vb. İçeriği, çeşitli kaya (cevher) kayalarınınkinden önemli ölçüde daha yüksektir. Cd, Pb, vb. İçeriği, çeşitli kayaların (cevherlerin) içeriğinden birkaç ila birkaç on kat daha yüksektir. Kabuk bolluğuyla karşılaştırıldığında, kaolinit içindeki Cr, Pb, Cd, As, Sb ve Hg içeriği önemli ölçüde daha yüksektir ve As, Sb ve Hg içeriği yüzlerce kat daha yüksektir.
Tablo 2 Laowanchang Altın Madeni, Guizhou'daki kaolinitin eser element analizi sonuçları
Tablo 3'te gösterildiği gibi, kaolinitteki As içeriği 2288.00 × 10-6 kadar yüksektir. Kırıntılı kayaçlar, dolomitler ve altere mineralize kayalarla karşılaştırıldığında, Cr ve Pb içerikleri çeşitli ana kayalıklardan daha yüksektir. Kabuk bolluğu ile karşılaştırıldığında, kaolinitte Cr, Pb, Sb, As ve Hg içeriği de önemli ölçüde daha yüksektir. Bunlar arasında As, Sb ve Hg içeriği, yıpranmış protolitin eser element bileşimi, özellikle kaolinitin Cr, Pb, Sb, As, Hg ve diğer elementlere güçlü adsorpsiyonunu yansıtan birincil Carlin tipi altın cevheri ile sınırlıdır. Kaolinit tabakasındaki As, Sb ve Hg içeriğini, kabuğun bolluğundan yüzlerce kat daha fazla yapan bu güçlü adsorpsiyondur.
Tablo 3 Shangmanggang Altın Madeni, Yunnan'daki kaolinitin eser element analizi sonuçları
Madencilikle kirlenmiş alanlarda ölçülen veriler, kaolinitin ağır metallerin zararlı elementlerine karşı güçlü adsorpsiyona sahip olduğunu ve ağır metallerin zararlı elementlerini uzaklaştırmak için ideal bir düşük maliyetli ve yüksek verimli adsorban olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
İlilitin ağır metallerin toksik elementlerine adsorpsiyonu
Illite, adını ilk kez ABD, Irie'de keşfedilen (1937) alan, potasyum açısından zengin katmanlı sulu silikat kil mineralidir. Bu mineral sınıfının ortak noktası, bileşimde muskovit ile benzer, katmanlı bir silikat yapısı olmasıdır. İllitin kimyasal bileşimi, alüminyum ve potasyum içermesi ile karakterize edilir ve kristal kafesi, montmorillonit ile aynı kristal yapıya ve kristal kimyasal özelliklere sahiptir.
İllitin özgül yüzey alanı 12.40m2 / g'ye ulaşabilir. Al3 + Si4 + izomorfik yer değiştirme, silikon-oksijen tetrahedronlarda yaygın olarak bulunur.Aynı zamanda, illitin birkaç alüminyum oksit oktahedrasında bir Mg2 + Al3 + izomorfik yer değiştirme vardır. Bu nedenle, illit her zaman belirli bir miktarda net negatif yük taşır ve katyonların, özellikle bazı ağır metal toksik elementlerin adsorpsiyonunu gösterir.
İllit
Deneysel araştırmalar, oda sıcaklığında ve pH = 4 altında, illitin Pb2 +, Cd2 +, Cr3 + gibi ağır metal iyonlarına güçlü adsorpsiyona sahip olduğunu ve adsorpsiyon kapasitesinin% 100'e ulaşabileceğini; pH 4'te sıcaklık 23 Metal iyon konsantrasyonunun yaklaşık 4 ppm olması koşuluyla, illitin farklı ağır metal iyonları için adsorpsiyon kapasitesi aşağıdaki gibidir: Cr3 + > Zn2 + > Cd2 + > Cu2 + > Pb2 +.
İllitin Cd, Cr, Pb, Zn, As gibi ağır metallerin zararlı elementlerine karşı güçlü adsorpsiyona sahip olduğu ve ayrıca ağır metallerin zararlı elementlerini uzaklaştırmak için ideal bir adsorban olduğu görülebilir.
Kısacası, bilimsel araştırmacılar tarafından yıllarca süren üretim uygulamalarından sonra, montmorillonit, kaolinit ve illit gibi kil mineralleri, su kirliliği kontrolünde yaygın olarak kullanılabilen ve çevre korumada yıldız mineralleri olan ideal düşük maliyetli ve yüksek verimli adsorbanlardır.
