کاربرد ترکیبات تیتانیم در کاهش یون فلوراید از منابع آب و پساب حاوی غلظت بالای این یون

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد سازمان انرژی اتمی، مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته‌ای اصفهان، بخش مهندسی هسته‌ای

2 کارشناس سازمان انرژی اتمی، مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته‌ای اصفهان، بخش شیمی

چکیده

روشهای گوناگونی برای کاهش یون فلوراید وجود دارد ولی هر یک از آنها معایب خاصی دارد. از جمله این موارد ایجاد آلودگی ثانویه، آلودگی محیطی، هزینه بالا و نیاز به تصفیه اولیه و ثانویه می‌باشد. در این تحقیق تأثیر سولفات تیتانیم و متاتیتانیک اسید حاصل از فرآوری سنگ معدن تیتانیم (ایلمینیت) بر جذب یون فلوراید و امکان کاربرد آن در تصفیه کامل آب و پسابی که دارای مقادیر بیش از حد مجاز فلوراید است مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. متاتیتانیک اسید از قدرت جذب بالایی برای یون فلوراید برخوردار است و بازدهی آن در کاهش غلظت یون فلوراید- در pH مناسب- در حدود 98/9 درصد است. اما ترکیب سولفات تیتانیم ماده‌ای مؤثر‌تر برای این منظور تشخیص داده شد، به طوری که این ماده قادر است یون فلوراید را به میزان بیشتری کاهش دهد و همچنین دارای قابلیت احیا و استفاده مکرر نیز می‌باشد. بازده کاهش در این حالت در حدود 99/9 درصد است. در این روش، مشکل آلودگی ثانوی ناشی از حضور یون تیتانیم وجود نخواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Titanium Compounds to Reduce Fluoride Ion in Water Resources with High Fluoride Ion Contents

نویسندگان [English]

  • Fariborz Riahi 1
  • Mahboube Radgoodarzi 2
1 Senior Engineer of Atomic Energy Organization of Iran (Isfahan Site), Nuclear Engineering Department
2 Engineer of Atomic Energy Organization of Iran (Isfahan Site), Chemical Department
چکیده [English]

The present work describes studies on the sorption of fluoride ions from water by titanium compounds used in water treatment to reduce fluoride content in water resources. There are different methods of reducing fluoride ion in water, each associated with specific problems such as secondary contamination, environmental contamination, high costs, or the need for primary and secondary treatment. In this study, application of titanium sulfate and Metatitanic acid produced from titanium ore concentrate (ileminite) is investigated in the removal of fluoride ion and the possibility of complete purification of fluorine containing wastewater is examined to determine the optimal conditions. Metatitanic acid has a great sorption property for fluoride ion. Also titanium sulfate is a suitable and more effective material for this purpose. Efficiency of this material in reducing fluoride ion content is 99.9% and it is possible to refresh sorbet material for reuse without problems arising from Ti+4 ion contamination.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ileminite
  • Fluoride Ion
  • Metatitanic Acid
  • Sulfate Titanium
1- Degremont. (1991). Water treatment handbook, 6th ed., France. (1), 1229-1230.

2- Palant, A.A., Tagirov, R.K., and Tovtin, A.V. (1999). "Adsorption of fluoride ion by inorganic. sorbent." J. Tsvetn. Met., 10,47-49.

3- Sorg, T.J. (1978). American Water Works Association. 70, 105.

4- Morozova, V.A., and Kirillova, G.I. (1992). "The equilibrium anion capacity of calcium oxide." J. Tsvetn. Met., 10, 34-35.

5- Rubel, F., and Williams, F.S. (1980). "Pilot study of fluoride and arsenic removal from potable water." U.S.EPA Report-600/2-80-100, Cincinati, Ohio.

6- Komandenko, V. M., and Leikhner, A.B. (1988). "Technology for the treatment of annionic contamination in potable water supplies." J. Tsvetn. Met., 4, 43-45.

7- Honguc, H., and Hidcaki, S. (2001). "Ionexchange and ionometery." ISIJ Int., 41 (5), 506-512.

8- Komandenko, V. M. (1988). "Organizatsiya sistem oborotnogo vodosnabzheniya I ekspluatatsiya….(Development of systems for recycled water supply and exploitation of water reservoirs at plants of nonferrous metallurgy)." Alma-Ata, Kazmekhanobr., 77-81.

9- Ignatkina, V. A., Rebrova, T.I., and Gritsaenko, A. V. (1990). J. Tsvetn. Met., 8, 64-65.

10- USSR Inventrors certificate no. 1682321, (1982).

11- Tokunaga, Sh. Hakuta., T., and Wasay, S.J. (1999). "Nat. Inst. Mater." J. Chemical Research., 7 (6), 292-334.

12- Menon, M.P., and James, J. (1989). J. Chem. Soc., Faraday Trans., 85 (9), 2683-2694.

13- Starostin, V.V., and Krainova, L.P. (1982). "Kompleksnaya pererabotka mineral nogo….(Integrated processing of mineral raw materials by methods of pyro-and hydrometallurgy)." Moscow, VIMS, 18-25.

14- Komandenko, V.M. (1984). "Razrabotka i vendrenie …..(Development and implementation of zero-drain systems for water management and exploration of tailing ponds)." Alma-Ata, Kaz-Mekhanobr, 84-88.

15- Clark, R. J. H., Bradley, D.C., and Thorntor, P. (1975). The Chemistry of Ti, Zr, and Hf, 19. 1st ed.

16- Jefferey, P.G. (1975). Chemical methods of rock analysis, 2nd ed.

17- Thomas, L.C., and Chamberlin, G. J. (1980). Colorimetric chemical analysis methods, 9th ed.

18- Pinta M. (1975). Detection and determination of trace elements, 2nd  ed., Ann Arbor Science Publisher Inc., 126-128.

19- Ewing, G.W. (1975). Instrumental methods of chemical analysis, 4th ed., 74.

20- Goroshchenko, Ya., and Khimiya Titana, G. (1970). Chemistry of titanium, Kiev, Naukova Dumka., 55-60.

21-Petrov, V. B., Muzhdabaeva, M.A., and Prokofeva, T.A. (1989). "Fiziko-khimicheskie I tekhnologicheskie…..(Physicochemical and technological studies of processing of mineral raw materials) ". Apatity: Kolsk. Nauchn. Tsentr Ross. Akad. Nauk, 84-87.