تحضير مواد التلبد عالية الكفاءة من مخلفات التعدين

تحضير كلوريد الحديد والبوليالومنيوم (PAFC) من مخلفات البيريت

أجرى لي تشي وزملاؤه من جامعة تشنغدو للتكنولوجيا دراسة تجريبية حول تحضير كلوريد الحديديك متعدد الألومنيوم (PAFC) من مخلفات البيريت. وفي التجربة، استُخدمت مخلفات الكاولين الواردة من شركة تشوانان للتعدين المحدودة، بعد إزالة خام البيريت منها، كمواد خام. وبعد التحميص، تم ترشيح Fe₂O₃ و Al₂O₃ الموجودين داخل البنية الأصلية للكاولينيت باستخدام الحمض. وتم استخلاص أملاح الألومنيوم وأملاح الحديد من المحلول، وأمكن إنتاج عامل مختلط لتنقية المياه من كلوريد الحديديك متعدد الألومنيوم من خلال عملية البلمرة. وبعد ذلك، يمكن استخدام بقايا الترشيح، التي انخفض محتواها من الحديد بشكل ملحوظ، كمواد خام لتصنيع السيراميك الزجاجي. ويظهر مسار العملية في الشكل 8-2.

الشكل 8-2: مخطط تدفق عملية استخلاص الموارد من مخلفات البيريت

استُخدم كلوريد الحديديك والبولي ألومنيوم (PAFC) المُعد لإزالة العكارة من مياه الصرف الصحي، مما أثبت أنه نوع جديد من مواد التلبد عالية الكفاءة. بالمقارنة مع مادة التلبد PAC، يُظهر PAFC خصائص تشكيل التلبد السريع، وتلبد كثيف وخشن، وسرعة ترسيب عالية خلال عملية تنقية المياه بالتخثر والتلبد. يتم امتصاص المواد الصلبة العالقة والمواد الأخرى الموجودة في الماء بواسطة التكتلات الخشنة وترسب معًا، مما يؤدي إلى تصفية فورية لجودة المياه. وهو مناسب بشكل خاص لإزالة العكارة بسرعة من المياه الخام عالية العكارة.

عند استخدام مادة PAFC في معالجة مياه الصرف الصحي، فإنها لا تحقق كفاءة معالجة جيدة وسهولة في التشغيل فحسب، بل تتطلب أيضًا جرعة أقل، وتُظهر أداءً جيدًا في ترسيب التكتلات، وتترك نسبة منخفضة من الألومنيوم المتبقي في المياه النقية. وهي مادة تكتل بوليمرية غير عضوية فائقة الجودة.

8.4.2 تحضير كبريتات الفوسفور الحديدية البوليمرية (PFPS) من مخلفات الهيماتيت

أجرى لي جون من جامعة ووهان للتكنولوجيا دراسة حول تحضير مادة تلبد بوليمرية جديدة، وهي كبريتات الفوسفور الحديدية البوليمرية (PFPS)، باستخدام مخلفات الهيماتيت كمواد خام. وباعتبار مخلفات الفصل المغناطيسي من منجم الهيماتيت في إنشي التابع لشركة WISCO موضوعًا للبحث، تم تحضير مادة PFPS ذات القاعدية العالية من خلال سلسلة من العمليات شملت الترشيح الحمضي، والاختزال، والبلمرة. ثم استُخدمت مادة PFPS المحضرة لمعالجة مياه الصرف المحاكية لمخلفات الكاولين.

من خلال التجارب، تم تحديد الشروط المثلى لعملية الترشيح الحمضي على النحو التالي: درجة الحرارة 90 درجة مئوية، ومدة التحريك 1.5 ساعة، وسرعة التحريك 400 دورة في الدقيقة، ومعامل فائض الحمض 1.5. أما بالنسبة لعملية الاختزال، فقد كانت الظروف المثلى هي: المدة 2 ساعة، ودرجة الحرارة 50 درجة مئوية، ومعامل فائض خردة الحديد 1.4. وكانت شروط البلمرة لـ PFPS هي: n(NaClO):n(Fe²⁺) = 0.16، وn(Na₃PO₄):n(Fe²⁺) = 0.075، ودرجة حرارة البلمرة 75 درجة مئوية، ومدة البلمرة 30 دقيقة.

أُجريت اختبارات التلبد على مياه صرف كاولين محاكاةً عن طريق إضافة مركبات PFPS وPFS وPAC المُعدة ذاتيًا. وتم دراسة تأثيرات قيمة الرقم الهيدروجيني، وجرعة مادة التلبد، ووقت الترسيب على العكارة المتبقية ونفاذية الضوء. وأظهرت النتائج أن أداء التلبد لمادة PFPS المُعدّة محليًّا كان أفضل بكثير من أداء مادتي PFS وPAC في اختبارات التلبد.