بررسی کارایی جذب سیانید به وسیله زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی از مواد باطله معدن طلا

سلیمانی قره‌گل, مهدی; بدو, کاظم; نعمتی اخگر, بهزاد

doi:10.22034/ewe.2022.339680.1770

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانش آموخته دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

² استاد گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

³ استادیار، گروه مهندسی معدن، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

https://doi.org/10.22034/ewe.2022.339680.1770

چکیده

هدف از مطالعه، ارزیابی کارایی اصلاح سطحی زئولیت خام با سورفکتانت کاتیونی هگزادسیل تری متیل آمونیوم برای جذب سیانید بود. ویژگی هایی نظیر کانی شناسی و مورفولوژی سطحی و ترکیب عنصری جاذب ها تعیین شدند. آزمایش های پیمانهای و ستونی برای بررسی کارایی جذب سیانید توسط زئولیت خام و اصلاح شده از محلول و آزاد شده از پالپ انجام شد. حضور کانی کلینوپتیلولایت و پوشش سطحی سورفکتانت بر روی آن در اثر اصلاح با سورفکتانت را آنالیز پراش پرتو X و تصاویر میکروسکوپ الکترونی تأیید کردند. نتایج حاصل از آزمایش هم‌دما نشان داد اصلاح زئولیت با سورفکتانت ظرفیت جذب سیانید توسط زئولیت را هفت برابر نسبت به نمونه خام افزایش داد. حداکثر ظرفیت جذب سیانید توسط زئولیت اصلاح شده mg/g 97/3 بدست آمد. قابلیت زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت برای جذب بیشتر سیانید نسبت به زئولیت خام با نتایج حاصل از آزمایشات ستونی جذب سانید آزاد شده از پالپ تایید شد. مشاهده شد که با افزایش زمان، غلظت سیانید در محلول خروجی از ستون حاوی پالپ آلوده به سیانید و جاذب افزایش می‌یابد، ولی این افزایش غلظت سیانید در محلول خروجی ستون حاوی زئولیت اصلاح شده کمتر از زئولیت خام است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

محیط زیست

عنوان مقاله [English]

Efficiency Assessment of Cyanide Adsorption Using Zeolite Modified with Cationic Surfactant from Gold Mine Tailings

نویسندگان [English]

Mehdi Soleymani Gharegol ¹
Kazem Badv ²
Behzad Nemati Akhgar ³

¹ PhD Alumni, , Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

² Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

³ Assist. Professor, Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, Urmia University, Urmia, Iran

چکیده [English]

The aim of this study was to evaluate the surface modification efficiency of raw zeolite by hexadecyl trimethylammonium cationic surfactant for cyanide sorption. Properties such as mineralogy, morphology and elemental composition of sorbents were determined. Batch and column tests were performed to evaluate the sorption efficiency of raw and modified zeolite from solution and released from the cyanide polluted pulp. The presence of clinoptilolite mineral and surfactant surface coating due to modification using surfactant was confirmed by X-ray diffraction analysis and electron microscopy images. The results of isotherm experiment showed that modification of zeolite with surfactant increased the adsorption capacity of cyanide by zeolite 7 times compared to the raw sample and the maximum adsorption capacity of cyanide by modified zeolite was 3.97 mg/g. The ability of surfactant-modified zeolite to sorb more cyanide than raw zeolite was confirmed by the results of the column test on the cyanide released from the pulp. It was observed that with increasing time, the concentration of cyanide in the outlet solution increases, but this increase in the cyanide concentration in the outlet solution of the column containing the modified zeolite is less than the raw zeolite.

کلیدواژه‌ها [English]

Adsorption Isotherm
Clinoptilolite
Column Test
Pulp

مراجع

Adhoum, N. and Monser, L. (2002). Removal of cyanide from aqueous solution using impregnated activated carbon. Chem. Eng. Proces. Process Intens., 41(1), 17-21. DOI: 10.1016/S0255-2701(00)00156-2

Anonymous. (1996). Guidelines for drinking-water quality. vol. 2, 2^nd ed., Health Criteria and Other Supporting Information, 1996 (pp. 940–949) and addendum to vol. 2, 1998 (pp. 281–283) World Health Organization (WHO), Geneva.

Ashrafizadeh, S. N., Khorasani, Z. and Gorjiara, M. (2008). Ammonia removal from aqueous solutions by Iranian natural zeolite. Separat. Sci. Technol., 43(4), 960-978. DOI:10.1080/01496390701870614

Bowman, R. S., Li, Z., Roy, S. J., Burt, T., Johnson, T. L. and Johnson, R. L. (2002). Pilot test of a surfactant-modified zeolite permeable barrier for groundwater remediation. In Physicochemical groundwater remediation (pp. 161-185). Springer, Boston, MA. DOI: 10.1007/0-306-46928-6_8

Couto, C. F., Lange, L. C. and Amaral, M. C. (2019). Occurrence, fate and removal of pharmaceutically active compounds (PhACs) in water and wastewater treatment plants—A review. J. Water Process Eng., 32, 100927. DOI: 10.1016/j.jwpe.2019.100927

Hashemi, M. S. H., Eslami, F. and Karimzadeh, R. (2019). Organic contaminants removal from industrial wastewater by CTAB treated synthetic zeolite Y. J. Environ. Manage., 233, 785-792. DOI: 10.1016/j.jenvman.2018.10.003.

Isom, G. E. and Way, J. L. (1984). Effects of oxygen on the antagonism of cyanide intoxication: cytochrome oxidase, in vitro. Toxicol. Appl. Pharmacol., 74(1), 57-62. DOI: 10.1016/0041-008X(84)90269-2

Jaszczak, E., Polkowska, Ż., Narkowicz, S. and Namieśnik, J. (2017). Cyanides in the environment—analysis—problems and challenges. Environ. Sci. Pollut. Res., 24(19), 15929-15948. DOI: 10.1007/s11356-017-9081-7

Jauto, A. H., Memon, S. A., Channa, A. and Khoja, A. H. (2019). Efficient removal of cyanide from industrial effluent using acid treated modified surface activated carbon. Energy Sour. Recover. Util. Environ. Effect., 41(22), 2715-2724. DOI: 10.1080/15567036.2019.1568643

Li, Z., Roy, S. J., Zou, Y. and Bowman, R. S. (1998). Long-term chemical and biological stability of surfactant-modified zeolite. Environ. Sci. Technol., 32(17), 2628-2632. DOI: 10.1021/es970841e

Lin, S. H. and Juang, R. S. (2002). Heavy metal removal from water by sorption using surfactant-modified montmorillonite. J. Hazard. Mater., 92(3), 315-326. DOI: 10.1021/es970841e.

Mohammad Zaheri, F., Sobhanardakani, S. and Lorestani, B. (2020). Investigation of efficiency of natural zeolite on immobilization/stabilization of Pb and Cd in contaminated soil using the BCR sequential extraction method. J. Environ. Health Eng., 8(1), 31-49. DOI:10.52547/jehe.8.1.31

Montanher, S. F., Oliveira, E. A. and Rollemberg, M. C. (2005). Removal of metal ions from aqueous solutions by sorption onto rice bran. J. Hazard. Mater., 117(2-3), 207-211. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2004.09.015

Moussavi, G. and Khosravi, R. (2010). Removal of cyanide from wastewater by adsorption onto pistachio hull wastes: Parametric experiments, kinetics and equilibrium analysis. J. Hazard. Mater., 183(1-3), 724-730. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2010.07.086

Noroozi, R., Al-Musawi, T. J., Kazemian, H., Kalhori, E. M. and Zarrabi, M. (2018). Removal of cyanide using surface-modified Linde Type-A zeolite nanoparticles as an efficient and eco-friendly material. J. Water Process Eng., 21, 44-51. DOI: 10.1016/j.jwpe.2017.11.011

Novikova, L., and Belchinskaya, L. (2016). Adsorption of industrial pollutants by natural and modified aluminosilicates. In Clays, Clay Mineral. Ceramic Mater. Clay Mineral. IntechOpen. DOI: 10.5772/67678

Olad, A. and Naseri, B., (2010). Preparation, characterization and anticorrosive properties of a novel polyaniline/clinoptilolite nanocomposite. Progress Organic Coat., 67(3), 233-238. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2009.12.003

Patel, H. (2021). Comparison of batch and fixed bed column adsorption: a critical review. Int. J. Environ. Sci. Technol.,1-18. DOI: 10.1007/s13762-021-03492-y

Ramesh, K. and Reddy, D. D. (2011). Zeolites and their potential uses in agriculture. Adv. Agronom., 113, 219-241. DOI:10.1016/B978-0-12-386473-4.00004-X

Sangeetha, C. and Baskar, P. (2016). Zeolite and its potential uses in agriculture: A critical review. Agri. Rev., 37(2), 101-8. DOI: 10.18805/ar.v0iof.9627

Shi, J., Yang, Z., Dai, H., Lu, X., Peng, L., Tan, X., Shi, L. and Fahim, R. (2018). Preparation and application of modified zeolites as adsorbents in wastewater treatment. Water Sci. Technol., 2017(3), 621-635. DOI: 10.2166/wst.2018.249

Soleymani Gharegol, M., Badv, K. and Nemati Akhgar, B. (2022). Removal of cyanide from aqueous solutions using natural zeolite modified with cationic surfactant. Hydrogeol., 6(2), 121-131. DOI: 10.22034/hydro.2022.13437. [In Persian]

Taylor, J. (2006). Toxicological profile for cyanide. US Department of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry.

Tri, N. L. M., Thang, P. Q., Van Tan, L., Huong, P. T., Kim, J., Viet, N. M., Phuong, N. M. and Al Tahtamouni, T. M., )2020(. Removal of phenolic compounds from wastewaters by using synthesized Fe-nano zeolite. J. Water Process Eng., 33, 101070. DOI: 10.1016/j.jwpe.2019.101070

Waluyo, J., Richards, T., Makertihartha, I. G. B. N. and Susanto, H. (2017). Modification of natural zeolite as a catalyst for steam reforming of toluene. Asean J. Chem. Eng., 17(1), 37-45. DOI: 10.22146/ajche.49564

محیط زیست و مهندسی آب

بررسی کارایی جذب سیانید به وسیله زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی از مواد باطله معدن طلا

مراجع

مراجع

دوره 9، شماره 3
مهر 1402
صفحه 296-307

بررسی کارایی جذب سیانید به وسیله زئولیت اصلاح شده با سورفکتانت کاتیونی از مواد باطله معدن طلا

مراجع

مراجع

دوره 9، شماره 3مهر 1402صفحه 296-307

دوره 9، شماره 3
مهر 1402
صفحه 296-307