تهیه و ویژگی‌های پلی‌آلومینیوم کلرید با استفاده از مایع اسیدی مادر حاوی فلوئور از فرآیند کرایولیت مصنوعی رسی – آب نمک

خلاصه

فرآیند آب نمک رسی که از خاک رس فعال، NaCl، HCl و HF به عنوان مواد خام استفاده می کند، در درجه اول فناوری پیشرفته برای سنتز کرایولیت در درجه صنعتی فعلی است. با این حال، بسیاری از محصولات جانبی HCl ضایعات حاوی فلوئور با غلظت حدود 10٪ تا 12٪ نمی توانند به طور جامع مورد استفاده قرار گیرند و حتی برای محیط زیست خطرناک هستند. این کار یک فناوری دو مرحله‌ای جدید برای تهیه لخته‌کننده‌های پلیمری معدنی پلی‌آلومینیوم کلرید (PAC) از مشروب مادر کرایولیت مصنوعی پیشنهاد کرد. بسیاری از عوامل خاص مانند تنوع منبع آلومینید، دما و زمان واکنش، نسبت معرف و نحوه افزودن قلیایی در نظر گرفته شده و تأثیر آنها بر عملکرد PAC تولید شده مورد بحث قرار گرفته است.2 و CaSiF 6 نیز تولید شدند. با این حال، هنگامی که HCl به مشروب مادر کرایولیت مصنوعی و همچنین با استفاده از بوکسیت به عنوان منبع آلومینید و آلومینات سدیم به عنوان عامل تنظیم بازی وارد شد، PAC حاصل مقدار بیشتری از آلومینیوم را در حالی که مقدار کمی مواد نامحلول در آب تولید می‌کند، حل می‌کند. رفتار انعقادی PAC مخصوص تولید شده حتی می تواند با درجه صنعتی PAC مطابق با استاندارد ملی مطابقت داشته باشد.

1. معرفی

1.1. فرآیند سنتزی کرایولیت و خاک رس – آب نمک

کرایولیت با نام حرفه ای سدیم آلومینیوم فلوراید و فرمول مولکولی Na 3 AlF 6، نوعی کریستال سفید و هندسه کوچک است که گروه آن را می توان با توجه به منشاء خود ماده به کرایولیت مصنوعی و کرایولیت طبیعی تقسیم کرد. به خوبی شناخته شده است که کرایولیت مصنوعی حلالیت بسیار بالاتری نسبت به کرایولیت طبیعی دارد. سایر پارامترهای خصوصیات کرایولیت مصنوعی به شرح زیر است: وزن مخصوص 3، سختی 2 ~ 3، نقطه ذوب 1000 درجه سانتیگراد و کاهش هوا پس از جذب آب. با توجه به این ویژگی‌های متمایز، کرایولیت در زمینه‌های متنوعی به کار رفته است که یکی از رایج‌ترین روش‌ها استفاده از آن به‌عنوان عامل فلاکس‌کننده است. علاوه بر این، ماده اولیه مهم صنعت آلومینیوم نیز می باشد. به عنوان مثال، حدود 100 تا 120 کیلوگرم کرایولیت گزارش شده است که برای تولید 1 تن فلز آلومینا در فناوری حاضر مصرف می شود [ 1]]. بنابراین، نتیجه گیری می شود که صنعت آلومینیوم در مقیاس بزرگ بدون کرایولیت هرگز در این جهان وجود نخواهد داشت.

انواع مختلفی از مسیرهای فرآیند برای ساخت کرایولیت در صنعت وجود دارد و مواد اولیه بر این اساس با یکدیگر تفاوت زیادی دارند. در میان تمام مسیرهای فناوری، رقابتی ترین و نماینده ترین روش صنعتی، فرآیند شناخته شده رس و آب نمک (CBP) است که از خاک رس فعال، NaCl، HCl و HF به عنوان مواد خام استفاده می کند [2 ] . شرکت معروف Do-fluoride Chemicals Co. Ltd. واقع در Jiaozuo چین، بزرگترین شرکت تولیدی در جهان است که کرایولیت مصنوعی تولید می کند و مسیر فرآیندی که در آن اتخاذ می کند نیز CBP است همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است .

شکل 1

نمودار فرآیند کرایولیت مصنوعی با فرآیند خاک رس – آب نمک.

1.2. ویژگی های مشروب مادر کرایولیت

ضایعات اسید هیدروکلریک حاوی فلوئور از CBP کرایولیت مصنوعی نیز معمولاً به عنوان مایع مادر کرایولیت مصنوعی (SCML) شناخته می شود. با توجه به اصول واکنش CBP زیر [ 2 ]، 6 مول HCl وابسته برای ساخت 1 مول کرایولیت با AlCl 3 به عنوان منبع آلومینید تولید می شود . هنگامی که AlCl 3 با Al 2 O 3 جایگزین شود، این مقدار حتی تا 12 مول افزایش می یابد.به عنوان منبع آلومینید در میان کل 12 مول هیدروکلراید، 6 مول هیدروکلراید به سیستم برمی گردد تا خاک رس را برای استفاده در چرخه شستشو دهد. با این حال، 6 مول هیدروکلراید دیگر همچنان به عنوان باقی مانده در سیستم باقی می ماند و باید برای پس پردازش خارج شود، که پیچیدگی و همچنین هزینه مسیر فرآیند را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. تخمین زده می شود که اگر شرکت Do-fluoride Chemicals 20000 تن در یک کرایولیت مصنوعی تولید کند، 50000 مترمکعب / یک لیکور مادر کرایولیت مصنوعی اضافی اسیدی ایجاد می شود [ 3-5 ] . در نظر گرفتن

اگرچه SCML از CBP کرایولیت مصنوعی دارای ترکیب پیچیده ای است که در جدول 1 نشان داده شده است ، F- ، Cl- ، H + و Na + چهار نوع اصلی یون در آن هستند. در همین حال، اسیدیته کل از 110 گرم در لیتر تا 140 گرم در لیتر (یا 3 تا 4 مول در لیتر) (یا 4/10 تا 8/13 درصد) متغیر است و درصد وزنی نمک طعام بیش از 40 گرم در لیتر نیست. این به این دلیل است که خاک رس مورد استفاده در اسیدشویی همیشه از بوکسیت کلسینه شده کم عیار با و .

طبق استاندارد آب عمومی که توسط اداره حفاظت از محیط زیست آمریکا (EPA) ایجاد شده است، آب آشامیدنی با 0.4 تا 0.6 mg/LF – برای سلامتی انسان مفید است. با این حال، هنگام نوشیدن آب با غلظت F- بالاتر از 1.0 میلی گرم در لیتر برای مدت طولانی که حتی ممکن است باعث بیماری های جدی مانند فلوروزیس دندانی و استخوانی شود، وضعیت چندان خوش بینانه نیست [ 4 ]. علاوه بر این، هم کنترل دشوار فناوری و هم هزینه گران خروجی زباله در طول فرآیند تصفیه SCML به عنوان زباله اسیدی، شرکت ها را از فشار فوق العاده حفاظت از محیط زیست رنج می برد [ 5 ]. و شرکت دارای مقدار زیادی مایع اسید زائد حاوی F- استکه به شدت نیازمند یافتن روش پردازش اقتصاد محیطی است. در همین حال، پلیمریزاسیون در تهیه PAC به دلیل اثر یون مشترک F- دشوار است . ما باید در این مقاله به دنبال یک روش آماده سازی جدید باشیم. بنابراین، این کار مسیر فرآیند را با استفاده از SCML برای تولید لخته‌کننده‌های پلیمری معدنی (IPFs) پلی آلومینیوم کلرید (PAC) بهینه کرد. علاوه بر این، دلیل تولید مواد بسیار نامحلول در آب از طریق اکتشاف فاز XRD محصولات حاصل از واکنش ها به خوبی توضیح داده شد. علاوه بر این، محصول عملکرد بهینه PAC به دست آمد و مسیر بهینه شده نیز در صنعت اعمال شد.

2. مواد و روشهای تجربی

2.1. مواد و ابزار

آلومینات سدیم، HCl، HAc، NaAc، Zn(Ac) 2 ، NH 3 · H 2 O، KF و EDTA برای خلوص شیمیایی استفاده شد. سایر مواد خام صنعتی خریداری شده شامل اسید هیدروکلریک فنی رقیق شده تا 18 درصد وزنی بود. بوکسیت (Al 2 O 3 30 wt %). بوکسیت کلسینه شده (Al 2 O 3 40 wt %). پودر آلومینات کلسیم (Al 2 O 3 53 wt % % CaO 28 wt %). پلی آلومینیوم کلرید (PAC، Al 2 O 3 29 wt%). SCML محصول جانبی اسید Do-fluoride Chemicals Co. بود و ترکیب آن در جدول 1 توضیح داده شده است .

مقادیر pH توسط pH500 متر، CLEAN، USA تعیین شد. کدورت سنج SGZ-2 برای اندازه گیری کدورت توسط Shanghai Yuefeng Instruments & Meters Co., Ltd. استفاده شد. COD Cr (دی کرومات پتاسیم به عنوان اکسیدان) توسط راکتور COD 5B-6، Lian-Hua Tech اندازه گیری شد. شرکت چین

2.2. روش ها و جزئیات تجربی

2.2.1. تهیه PAC از شراب مادر کرایولیت مصنوعی

مقدار معینی از لیکور مادر کرایولیت مصنوعی ابتدا به یک فلاسک سه گردنی با کندانسور اضافه شد. پس از گرم شدن دمای فلاسک تا 70 درجه سانتیگراد در حمام روغن، مقدار مشخصی بوکسیت مرحله به مرحله به سیستم اضافه شد. پس از افزایش دما به 100 درجه سانتیگراد، واکنش باید به مدت 1 ساعت ادامه یابد. سپس ماده تنظیم کننده پلیمریزاسیون قلیایی (APA، پودر آلومینات کلسیم یا پودر آلومینات سدیم) به تدریج به سیستم واکنش فوق اضافه شد تا مقدار pH تنظیم شود. سرعت افزودن APA به مقدار pH سیستم بستگی دارد: هنگامی که مقدار pH کمتر از 2.7 بود، سرعت می تواند سریع باشد، اما زمانی که بیش از 2.7 بود، سرعت باید آهسته باشد تا زمانی که به 3.5 تا 3.8 بیشتر افزایش یابد. در این مرحله، APA نباید دیگر به سیستم اضافه شود. پس از تمام این عملیات، واکنش به مدت 1.5 ساعت دیگر در 100 درجه سانتیگراد نگهداری می شود. سپس واکنش باید فوراً از طریق توقف هم زدن شدید و حرارت دادن حمام روغن و سپس انعقاد سیستم به مدت 12 ساعت با استفاده از گرمای باقیمانده حمام روغن معلق شود. PAC مایع پس از فیلتر کردن مایع شفاف بالای سوسپانسیون واکنش از قبل خورش شده به دست آمد. و PAC جامد در نهایت پس از خشک شدن PAC مایع اولیه در دمای 105 درجه سانتیگراد بدست آمد.

2.2.2. اساس PAC تولید شده

OH- مؤلفه اصلی مؤثر بر مورفولوژی پلی آلومینیوم کلرید [ 6-9 ] است که شاخص آن در PAC با بازی (B) اندازه گیری می شود . با توجه به GB 15892-2003 (شیمیایی تصفیه آب-پلی آلومینیوم کلرید) [ 10 ]، پایه را می توان اندازه گیری کرد. درصد مول OH و Al در PAC به عنوان بازی تعریف می شود و این پارامتر می تواند درجه پلیمریزاسیون PAC را تا حدی منعکس کند که بر عملکرد انعقادی PAC تأثیر می گذارد. پایه را می توان با توجه به موارد زیر در طول فرآیند ساخت PAC محاسبه کرد:

2.2.3. عملکرد انعقادی PAC تولید شده

آزمایش‌های انعقادی با استفاده از آب دیاتومیت شبیه‌سازی شده و نمونه‌های فاضلاب روغنی واقعی انجام شد. تمام آزمایشات انعقادی در بشرهای 100 میلی لیتری با استفاده از دستگاه همزن مغناطیسی انجام شد. 100 میلی لیتر از آب مورد آزمایش در یک بشر قرار داده شد و پس از افزودن ماده منعقد کننده در دمای اتاق به مدت 2 دقیقه با سرعت 200 دور در دقیقه به سرعت هم زده شد و سپس به آرامی با سرعت 40 دور در دقیقه به مدت 2 دقیقه و به مدت 10 دقیقه ته نشین شد. سپس یک نمونه از مایع رویی در عمق 1.0 سانتی متری زیر سطح آب آزمایش برای اندازه گیری کدورت و COD Cr گرفته شد .

2.2.4. خصوصیات PAC تولید شده

محلول PAC تولید شده در دمای 105 درجه سانتی گراد آبگیری شد و نمونه پودری برای آنالیز ساختار ساخته شد. پراش اشعه ایکس (XRD) برای تعیین فازهای کریستالی در منعقد کننده های جامد با استفاده از پراش سنج پرتو ایکس D/max-rA با تابش Cu K در محدوده 3 تا 80 درجه با سرعت اسکن 8 درجه در دقیقه اندازه گیری شد . . PAC جامد تولید شده توسط FT-IR با اسپکتروفتومتر پرکین المر طیف 100 FT-IR و روش پلت بروماید پتاسیم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. طیف ها در محدوده 4000 تا 500 سانتی متر -1 اسکن شدند .

3. نتایج و بحث

3.1. بهینه سازی سنتز

مقدار pH سیستم واکنش لیچینگ بحرانی ترین پارامتر تکنولوژیکی در طول فرآیند ساخت PAC بود [ 11-13]. با توجه به خاصیت ترکیب آمفوتریک آلومینیوم، وضعیت محلول نمک آلومینیوم قانون تبدیل خاصی همراه با تغییر مقدار pH را نشان داد. هنگامی که مقدار pH عامل شستشو کمتر از 4 بود، آلومینیوم بیشتر به صورت یون هیدراته وجود داشت. این یون های هیدراته با افزایش مقدار pH هیدرولیز می شوند و ترکیبات تک هسته ای یا مونوهیدروکسی ابتدا تولید می شوند و سپس ترکیبات جدید تولید شده به ترکیبات سه هسته ای یا چند هیدروکسی همراه با افزایش بیشتر مقدار pH تبدیل می شوند. در این ترکیب، اثر پل زدن بین یون ها و هیدروکسیل رخ داد و مجتمع های هیدروکسیل هسته ای متعددی به نام پلیمر معدنی ایجاد کرد. حالات ویژه محلول نمک آلومینیوم همراه با تغییر مقدار pH به شرح زیر بود [ 13-15 ] : , , n = 6~10; , , , , _ , _ , , .

معادلات شیمیایی برای تهیه PAC به صورت زیر نشان داده شد:

با توجه به اصول واکنش فوق، عوامل موثر مانند نوع و مقدار APA، مقدار مواد نامحلول در آب و آلومینیوم شسته شده و همچنین درجه پلیمریزاسیون (یا بازی) عمیقاً در این کار مورد بحث قرار گرفت و نتایج در جدول 2 که از آن دو قانون نتیجه گیری شده است.(1)زمانی که مشروب مادر کرایولیت مصنوعی تنها عامل اسیدشویی بود، راندمان شستشوی آلومینیوم چندان بالا نبود. با این وجود، زمانی که HCl مناسب به مشروب مادر کرایولیت مصنوعی اضافه شد، ظاهراً می‌توان آن را افزایش داد.(2)هنگامی که آلومینات کلسیم به عنوان APA استفاده شد، Ca 2 + با F- واکنش نشان داد و در مایع مادر کرایولیت مصنوعی و مقدار زیادی از مواد نامحلول در آب تولید شد. با این حال، اگر آلومینات کلسیم با آلومینات سدیم به عنوان APA جایگزین شود، مقدار مواد نامحلول در آب به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

بر اساس نتایج تجربی فوق، شرایط واکنش به این صورت بهینه شد: ابتدا 200 میلی لیتر اسید مخلوط شده با مخلوط کردن 150 میلی لیتر مایع مادر کرایولیت مصنوعی (حاوی HCl 12٪) با 50 میلی لیتر HCl غلیظ 31٪ صنعتی به دست آمد. سپس 80 گرم بوکسیت به مخلوط اضافه شد و واکنش به مدت 1 تا 2 ساعت در دمای 80 تا 100 درجه سانتیگراد نگهداری شد. پلیمریزاسیون با افزودن 23 گرم آلومینات سدیم به سیستم برای تنظیم مقدار pH و سپس انعقاد به مدت 12 ساعت و تحت هم زدن شدید تکمیل شد. PAC با استاندارد کیفیت صنعتی را می توان پس از خورش و فیلتر کردن عامل واکنش بدست آورد.

3.2. ساختار PAC تولید شده

محصول نهایی پس از شرایط آماده سازی بهینه شده با XRD و FT-IR برای به دست آوردن اطلاعات ساختاری دقیق مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

طیف XRD PAC (نمونه B) تولید شده از پلیمریزاسیون ناشی از آلومینات کلسیم به عنوان عامل تنظیم کننده pH در شکل 2 نشان داده شده است . نشان داده شد که نوارهای جذب مشخصه ای به CaF 2 و CaSiF 6 نامحلول در آب در کنار نوار جذب AlCl 3 اختصاص داده شده است . این ممکن است به این دلیل باشد که HF در مشروب مادر کرایولیت مصنوعی، SiO2 را در آلومینات کلسیم به داخل و هر دو حل کرده و F- با Ca2 + از آلومینات کلسیم شسته شده و CaF2 و CaSiF6 نامحلول در آب تشکیل می دهد .

شکل 2

طیف XRD PAC (نمونه B) حاصل از پلیمریزاسیون ناشی از آلومینات کلسیم به عنوان عامل تنظیم کننده pH.

با این حال، در طیف XRD PAC (نمونه C) ایجاد شده از پلیمریزاسیون ناشی از آلومینات سدیم به عنوان عامل تنظیم کننده pH (شکل 3 )، یافتن وجود نوارهای جذب مشخصه Fe به جز نوار جذب AlCl3 دشوار نیست . . این ممکن است به این دلیل باشد که HF و HCl در مشروب مادر کرایولیت مصنوعی، آهن را در بوکسیت به Fe 2+ و Fe 3+ حل کرده و Fe(OH) 3 بیشتر تولید می‌شود.

شکل 3

طیف XRD PAC (نمونه C) از پلیمریزاسیون ناشی از آلومینات سدیم به عنوان عامل تنظیم کننده pH ایجاد شده است.

به منظور تأیید اینکه آهن موجود در بوکسیت می تواند به وفور در فرآیند اسیدشویی حل شود، اسید مخلوط SCML و HCl برای شستشوی بوکسیت پیشنهاد شد. نتایج XRD کریستال به دست آمده از محلول لیچینگ خشک شده نشان داد که اجزای اصلی این کریستال حاوی SiF 4 ، AlCl 3 · 6H 2 O و Na 2 Al 22 O 34 است (شکل 4 ). بنابراین، واضح بود که PAC تهیه شده از SCML نسبتاً متفاوت از PAC درجه صنعتی است. در عوض، از فازها و اجزای کریستالی متعدد و AlCl 3 ، FeCl 3 ، SiF 4 و H 2 SiO 3 تشکیل شده است.به خصوص معمولی بودند. ژل جمعی که از پلیمریزاسیون این اجزا تشکیل می شود ممکن است اثر هم افزایی را بر ویژگی انعقادی PAC نشان دهد [ 16-20 ].

شکل 4

طیف XRD کریستال شسته شده از بوکسیت از طریق اسید مخلوط SCML و HCl.

در کلوشیمی به خوبی تشخیص داده شد که ذرات کلوئیدی Fe(OH) 3 تخلیه شده مثبت با مقدار کمی در سیستم می توانند پیوندهای پل شده ای را بین ذرات کلوئیدی منفی درست مانند عامل انعقاد ایجاد کنند، بنابراین از طریق جذب متقابل رسوب می کنند. در این موقعیت، Fe(OH) 3 به عنوان کمک منعقد کننده عمل کرد [ 18 ، 19 ].

وجود مقدار کمی سل سیلیس (همچنین لودوکس) نه تنها می تواند فرآیند انعقاد آب و همچنین ساختار ذرات بارش را بهبود بخشد، بلکه می تواند وزن آنها را افزایش داده و تشکیل و بارش ذرات بارش را تسریع کند. بنابراین، سل سیلیس می تواند به عنوان کمک منعقد کننده نیز عمل کند. برخلاف مقدار زیاد بار مثبت Al 13 به عنوان جزء کلیدی عامل لخته سازی PAC، سطح ذرات سیلیکاژل با بار منفی پر شد. بنابراین، این دو نوع ذره با بار کاملا مخالف یکدیگر را جذب می کنند. در همین حال، سیلیکاژل همچنین می تواند سایر ذرات کلوئیدی پراکنده را با بار مثبت جذب کند و بر این اساس اثر انعقادی را تقویت کند [ 15 ، 17], 21 , 22 ].

از بحث بالا، مشخص شد که PAC تولید شده توسط SCML (PAC-SCML) نسبتاً متفاوت از PAC معمولی درجه صنعتی (PAC-IG) است. به جز ویژگی انعقادی نسبتا قوی، نوعی لخته کامپوزیت حاوی مقدار مشخصی آهن و سی بود که می‌توان آن را به عنوان ترکیب PAC، پلی آلومینیوم کلرید آهن (PAFC) و پلی سیلیکات (PSi) در نظر گرفت [ 18-20 , 23 ]. علاوه بر این، طیف FT-IR این PAC ویژه تفاوت زیادی با PAC معمولی نشان داد همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است .

(ب)

(آ)

(ب)

(آ)

(ب)

• 
  (آ)
• 
  (ب)

شکل 5

طیف FT-IR برای (الف) PAC تولید شده توسط SCML و (ب) PAC درجه صنعتی.

پیوندهای شیمیایی احتمالی در PAC-SCML (نمونه C) توسط طیف FT-IR بررسی شد و با PAC-IG مقایسه شد (شکل 5 ). دو نمونه طیف FT-IR مشابهی را نشان دادند. هر دو طیف پیک جذب گسترده ای را در محدوده 3200-3650 cm -1 (3390 cm -1 برای PAC-SCML و 3430 cm -1 برای PAC-IG) نشان دادند که می تواند به ارتعاشات کششی گروه های -OH اختصاص داده شود. قله در محدوده 1600-1700 cm -1 (1628 cm -1 برای PAC-SCML و 1636 cm -1 PAC-IG) به ارتعاشات خمشی آب جذب شده، پلیمریزه شده و متبلور در منعقد کننده نسبت داده شد. PAC-IG یک ماده خالص نبود که حاوی مقداری یون آهن نیز باشد. قله در 1098 سانتی متر-1 برای PAC-SCML و اوج در 1090 cm -1 برای PAC-IG به ارتعاش کششی نامتقارن Fe-OH-Fe یا Al-OH-Al نسبت داده شد. علاوه بر این، دو قله در 778 cm -1 و 640 cm -1 برای PAC-SCML و دو قله در 770 cm -1 و 578 cm -1 برای PAC-IG وجود داشت که به ارتعاشات خمشی Fe-OH و Al نسبت داده شد. -OH ، به ترتیب [ 24-28 ] .

3.3. خصوصیات انعقادی

آزمایش‌های انعقادی با استفاده از آب دیاتومیت شبیه‌سازی شده و نمونه‌های فاضلاب روغنی واقعی انجام شد. کدورت نمونه های آب دیاتومیت شبیه سازی شده 1480 NTU، 720 NTU و 80 NTU بود. COD Cr نمونه‌های فاضلاب روغنی به‌دست‌آمده از دفتر اکتشاف نفت لیائوهه چین 534 میلی‌گرم در لیتر و کدورت آن 124 NTU بود.

همانطور که در نتایج لخته سازی در جدول 3 نشان داده شده است، اثر انعقادی PAC-IG بسیار بهتر از PAC-SCML برای آب دیاتومیت شبیه سازی شده با کدورت کم بود. با این حال، اثر انعقادی PAC-SCML نسبت به PAC-IG برای آب دیاتومیت شبیه‌سازی شده با کدورت بالا، که ممکن است از تشکیل PAFC و PSi با تقویت اثر انعقادی در فرآیند اسیدشویی سرچشمه بگیرد، مزایای متمایز داشت. علاوه بر این، مقدار کمی از CaF 2 و CaSiF 6 نامحلول در آب در PAC-SCML نیز می تواند برای واکنش انعقادی برای آب با کدورت بالا مفید باشد.

حذف COD Cr از PAC-SCML و PAC-IG هر دو در دوز 60 میلی گرم در لیتر به حداقل رسید در حالی که PAC-SCML نسبتاً برتر از PAC-IG برای فاضلاب روغنی از میدان نفتی Liaohe بود و همان قانون برای حذف کدورت ارائه شد.

نتایج نشان داد که علیرغم تفاوت اندک در محتوای آلومینا بین PAC-SCML و PAC-IG، PAC-SCML نسبت به PAC-IG هم از نظر خصوصیات انعقادی جامع و هم از نظر هزینه ساخت به دلیل مقدار مشخصی از Fe و Si در PAC- برتر بود. SCML.

4. نتیجه گیری

تهیه منعقد کننده PAC از لیکور مادر کرایولیت مصنوعی از فرآیند خاک رس – آب نمک (PAC-SCML) با عملکرد پیشرفته در مقایسه با منعقد کننده PAC درجه صنعتی معمولی (PAC-IG) به دست آمد. شرایط واکنش از جمله انتخاب اسید لیچینگ و عامل تنظیم کننده پلیمریزاسیون قلیایی، مقدار pH، و دمای واکنش و زمان واکنش به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفت تا عملکرد انعقاد بهینه شود و جامد نامحلول در آب منعقد کننده تهیه شده به حداقل برسد. روش بهینه سازی شده برای تهیه PAC-SCML این بود که ابتدا غلظت HCl در لیکور مادر کرایولیت مصنوعی را با درجه صنعتی HCl (غلظت 32 تا 36 درصد به طور کلی) تا 18 درصد تنظیم کرد و سپس بوکسیت مورد نیاز را اضافه کرد. سپس واکنش اسیدشویی به مدت 1 ~ 2 ساعت در دمای 80 ~ 100 درجه سانتیگراد نگهداری شد و در نتیجه آلومینات سدیم برای تنظیم pH به 3.5 تا 3.8 اضافه شد. کل فناوری پس از یک فرآیند انعقاد 24 ساعته تکمیل خواهد شد. عملکردهای انعقادی آزمایش شده نشان داد که PAC-SCML در حذف کدورت در آب دیاتومیت شبیه سازی شده با کدورت بالا و در COD بهتر از PAC-IG است.حذف کروم در فاضلاب روغنی واقعی. هر دو نتایج XRD و FT-IR تأیید کردند که مقدار مشخصی از Fe و Si در PAC-SCML وجود دارد، که می‌تواند Al را برای تشکیل چند پلیمر معدنی هسته‌ای ترکیب کند و PAC-SCML حاصل را دارای عملکرد انعقادی پیشرفته کند. این فناوری به روشی موثر برای تصفیه مقادیر زیاد محلول اسید زائد در فرآیند ساخت کرایولیت تبدیل خواهد شد.

تضاد علایق

نویسندگان اعلام می کنند که هیچ گونه تضاد منافع در مورد انتشار این مقاله وجود ندارد.

تصدیق

این تحقیق توسط برنامه ملی تحقیق و توسعه فناوری عالی (برنامه 863 2012AA06A109) چین پشتیبانی شد.