Eliminarea metalelor grele din topitură

Scopul acestui studio este , in principal, de a evalua performanta recircularii continuie a celulelor la un nivel scazut al densitatii de current si al pH-ului(pH de la care avem efluenti disponibili) la inlaturarea metalelor grele din topitura reziduala de cupru prin reducerea catodica. In timpul electrolizei la pH-uri diferite , % de metale grele eliminate , consumul de energie si rata constantelor reactiilor heterogene studiate la un flux dat si densitatea de curent al efluentului industrial. In general , consumul de energie specifica , la pH 0.64 s-a observat a fi cel mai scazut, adica 10.99 kWh/kg la inlaturarea metalelor grele.

1. Introducere

Impactul metalelor grele asupra mediului si asupra sanatatii oamenilor este un motiv de ingrijorare major. Industrializarea, globalizarea si utilizarea substantelor de fertilizare si a pesticidelor in agricultura a dus la o crestere alarmanta a poluarii mediului inconjurator cu metale grele. Efectele poluarii chimice nun e limiteaza pe noi , ci sunt transmise generatiilor viitoare pe cale genetica , defecte de nastere , boli mostenite si asa mai departe. S-au utilizat numeroase metode de tratament al metalelor grele , incluzand si precipitarea , adsorbtia , bisorbtia , schimbul de ioni , electrochimia, electrodializa si schimbatorul de ion asistat de o membrane de separatie.. Precipitarea este cea mai aplicabila dintre aceste metode, fiind considerate a fi cea mai economica.Cu toate acestea , acesta tehnica de tratare a metalelor grele produce o cantitate insemnata de namoluri care necesita in continuare tratament. Osmoza inverse si schimbul de ioni pot reduce efectiv ionii metalelor, dar utilizarea lor a fost limitata din cauza unor dezavantaje cum ar fi: costul ridicat al materiei prime precum si al operatiilor la care este supusa aceasta , in plus intervine si limita de pH la rasinile schimbatoare de ioni. Pentru industria metalurgica , mediul inconjurator a fost o adevarata provocare , in special pentru topitura reziduala de cupru , din cauza presiunii opiniei publice precum si a numeroaselor reglementari impuse. Caracteristicile tipice ale unor efluenti sunt prezentate in tabelul 1. Efluentul de topitura de cupru ce contine arsenic poat contine cantitati variate de oxyanioni, arsenite si arsenate. Prezenta ionilor de metale grele cum ar fi Cu, Pb, Cd,Ni si Zn limiteaza solubilitatea arseniului din cauza fomarii unor arsenate solubile rare. Din cauza efectelor toxice, acestea ar trebui sa fie recuperate sau eliminate din apa reziduala inainde de a fi eliminate.Cand arsenicul nu este recuperate trebuie sa fie eliminate din purtatorul de arseniu si stabilizat in forma unui component solid inainte de depundere.Elimnarea arsenicului a fost indeplinita in practica prin formarea arsenatului de calciu si arsenitelor , sulfurilor si arsenate ferice din cauza solubilitatii lor scazute. Adaugand var in solutie obtinem o compozitie de arsenat de calciu care precipita arsenicul. Cu toate acestea , stabilitatea acestei compozitii a fost pusa la indoiala din cauza influentei dioxidului de carbon atmospheric , ce descompune arsenatul de calciu in carbonat de calciu si oxid de arsenic liber in solutie. Din cauza aceasta s-a observat ca nu s-au produs imbunatatiri semnificative.

Table 1

Characteristics of a typical effluent

Properties Before treatment

pH 0.64

Total suspended solids (TSS) 8,760 mg/L

Total dissolved solids (TDS) 83,672 mg/L

SO42− 49,136 mg/L

Arsenic 1,979 mg/L

Bismuth 85 mg/L

Cadmium 76.05 mg/L

Cobalt 0.04 mg/L

Chromium 2.3 mg/L

Copper 164.48 mg/L

Iron 88 mg/L

Nicke l 12 mg/L

Lead 4.6 mg/L

Antimony 1.5 mg/L

Zinc 455.67mg/L

pH 0.64

Total suspended solids (TSS) 8,760 mg/L

Total dissolved solids (TDS) 83,672 mg/L

SO42− 49,136 mg/L