2-2. روش جداسازی جزء به جزء با کف… 39

2-3. کاهش انرژی آزاد گیبس به دلیل جذب سطحی.. 48

2-4. نفوذ، مرحله کنترلی جذب مولکول­ها در سطح گاز-مایع. 52

2-5. جذب سورفکتانت­های یونی.. 54

2-6. ساختار کف… 55

2-7. مروری بر تاریخچه پیشرفت فرآیند و کارهای انجام شده پیشین.. 58

فصل3 : شرح طراحی سامانه جداسازی جزء به جزء با کف و مراحل آزمایشگاهی.. 64

3-1. طراحی سامانه. 65

3-2. مواد اولیه مورد نیاز. 67

3-3. تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه­های آنالیز. 70

3-4. روش انجام آزمایش… 71

3-4-1. پیش تصفیه اسید فسفریک تر. 71

3-4-2. روش انجام آزمایش جداسازی جزء به جزء با کف… 72

3-4-3. پارامترهای مهم در ارزیابی فرآیند. 74

فصل4 : بررسی نتایج آزمایشگاهی.. 76

4-1. مقدمه. 77

4-2. نتایج حاصل از خالص سازی اولیه اسید فسفریک… 77

4-3. نتایج حاصل از آزمایشات جداسازی جزء به جزء با کف… 78

4-3-1. تأثیر غلظت سورفکتانت روی کشش سطحی محلول. 79

4-3-2. تأثیر سرعت هوای ورودی روی عمکرد سیستم. 80

4-3-3. تأثیر غلظت سورفکتانت روی عملکرد سیستم. 88

4-3-4. تأثیر زمان بر روی پارامترهای عملکردی سیستم. 90

4-3-5. انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز. 92

4-3-6. تأثیر نوع سورفکتانت بر روی فرآیند. 94

4-3-7. نتایج آزمایشهای دو مرحله­ای برای سورفکتانتهای SDS و SFD.. 96

4-3-8. تأثیر غلظت سورفکتانت و سرعت هوای ورودی بر روی اندازه حباب­ها 97

فصل5 : نتیجه گیری و پیشنهادها 103

5-1. نتیجه گیری نهایی.. 104

5-2. مقایسه با کارهای انجام شده پیشین.. 106

5-3. پیشنهادها 108

فصل6 : منابع و مراجع. 109

<p>1-4-3-1- جذب سطحی فیزیکی………………………. 14</p><p>1-4-3-2- جذب سطحی شیمیایی…………………….. 15</p><p>1-4-4- جاذب های مورد استفاده در جذب سطحی………… 16</p><p>1-5- متداولترین جاذب های مورد استفاده در حذف آرسنیک. 17</p><p>1-5-1- کیتوسان و نانوکامپوزیت های آن…………. 17</p><p>1-5-2- آلومینای فعال……………………….. 19</p><p>1-5-3- نانوذرات آهن صفر ظرفیتی………………. 20</p><p>1-6- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 20</p><p>1-6-1- ایزوترم جذب لانگمویر………………….. 21</p><p>1-6-2- ایزوترم فروندلیچ…………………….. 23</p><p>1-7- سنتیک جذب……………………………….. 24</p><p>1-7-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………… 25</p><p>1-7-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………… 25</p><p>1-7-3- مدل نفوذ درون ذره­ای………………….. 26</p><p>1-8- برخی از مواد دارای خاصیت آنتی باکتریال……… 27</p><p>1-8-1- کیتوسان…………………………….. 27</p><p>1-8-2- یون های مس و کمپلکس کیتوسان- مس……….. 28</p><p>1-8-3- نانوذرات نقره……………………….. 29</p><p>1-9- مروری بر کارهای انجام شده…………………. 30</p><p>1-10- اهداف پروژه حاضر………………………… 34</p><p><strong>فصل دوم</strong></p><p><strong>مواد و روش ها</strong></p><p>2-1- مواد شیمیایی مورد استفاده…………………. 39</p><p>2-2- جاذب های مورد استفاده برای حذف آرسنیک&nbsp;<em>(III)</em>……. 42</p><p>2-3- تهیه جاذب ها…………………………….. 42</p><p><a href="http://zusa.ir/%d8%af%d8%a7%d9%86%d9%84%d9%88%d8%af-%d9%be%d8%a7%db%8c%d8%a7%d9%86-%d9%86%d8%a7%d9%85%d9%87%d8%ad%d8%b0%d9%81-%d9%87%d9%85%d8%b2%d9%85%d8%a7%d9%86-%d8%a2%d8%b1%d8%b3%d9%86%db%8c%da%a9-%d9%88-%d8%a8/"><img class="alignnone size-full wp-image-587304″ src="http://ziso.ir/wp-content/uploads/2020/10/thesis-paper-88.png” alt="پایان نامه” width="400″ height="178″ /></a></p><p><br /></p><p>2-3-1-&nbsp; روش تهیه کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا…. 42</p><p>2-3-2- روش سنتز نانو جاذب کیتوسان/آلومینا اصلاح شده با مس<em>(II)</em>&nbsp;42</p><p>2-4- دستگاه های مورد استفاده…………………… 43</p><p>2-5- بررسی خصوصیات جاذب ها…………………….. 43</p><p>2-6- روش تهیه محلول استاندارد آرسنیت……………. 44</p><p>2-7- آزمایشات جذب دسته ای (بچ)…………………. 45</p><p>2-7-1- بررسی مقدار بهینه نانوآلومینا در کامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف&nbsp;<em>As(III)</em>…………………………………. 45</p><p>2-7-2- بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف&nbsp;<em>As(III)</em>&nbsp;&nbsp; …………………………….. 46</p><p>2-7-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه آرسنیک بر فرآیند جذب سطحی (مطالعات ایزوترم جذب)…………………………. 46</p><p>2-7-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی&nbsp;<em>As(III)</em>&nbsp;(مطالعات سنتیک جذب)…………………………………… 47</p><p>2-8- بازجذب و استفاده مجدد از جاذب ها…………… 47</p><p>2-9- روش آنالیز………………………………. 48</p><p>2-10- بررسی اثر تداخل یون های رایج……………… 48</p><p>2-11- بررسی خاصیت ضد میکروبی جاذب ها……………. 48</p><p><strong>فصل سوم</strong></p><p><strong>نتایج و بحث</strong></p><p>3-1- بررسی ساختار و ویژگیهای جاذبهای کیتوسان، کیتوسان/نانوآلومینا و مس-کیتوسان/نانوآلومینا<em>……..&nbsp;</em>53</p><p>3-1-1- ویژگی های مورفولوژی جاذب ها…………….. 53</p><p>3-1-2- مطالعاتEDX &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 56</p><p>3-1-3- مطالعاتAFM &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 57</p><p>3-1-4- مطالعاتXRD &nbsp;&nbsp;جاذب ها…………………… 58</p><p>3-1-5- مطالعات FTIR&nbsp; جاذب ها ………………….. 61</p><p>3-2- ساختار فرضی نانوکامپوزیت کیتوسان/آلومینا……. 66</p><p>3-3- بررسی پارامترهای موثر بر جذب As(III) به روش ناپیوسته در دمای محیط و pH خنثی….. 69</p><p>3-3-1- بررسی مقدار بهینه نانوذرات آلومینا در Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;جهت حذف As<em>(III)</em>…… 69</p><p>3-3-2- &nbsp;بررسی نسبت بهینه مس به کیتوسان در نانوجاذب اصلاح شده جهت حذف As(III)……… 70</p><p>3-3-3- بررسی تاثیر غلظت اولیه As<em>(III)</em>بر فرآیند جذب سطحی 71</p><p>3-3-4- بررسی تاثیر زمان تماس بر فرآیند جذب سطحی As<em>(III)</em>&nbsp;73</p><p>3-4- ایزوترم های جذب سطحی……………………… 77</p><p>3-4-1- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط جاذب کیتوسان.. 77</p><p>3-4-1-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 77</p><p>3-4-1-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 78</p><p>3-4-2- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;81</p><p>3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 81</p><p>3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 82</p><p>3-4-3- بررسی ایزوترم های جذب As<em>(III)</em>&nbsp;توسط نانوجاذب Cu-chitosan/nano-Al₂O₃……… 84</p><p>3-4-2-1- بررسی ایزوترم لانگمویر………………… 84</p><p>3-4-2-2- بررسی ایزوترم فروندلیج……………….. 85</p><p>یک مطلب دیگر :</p><div><span data-sheets-value="{"1″:2,"2″:"پایان نامه با واژه های کلیدی فتح الله گولن، حزب عدالت و توسعه، جهانی شدن، سیاست خارجی"}” data-sheets-userformat="{"2″:277185,"3″:{"1″:0},"9″:2,"10″:2,"12″:1,"14″:{"1″:2,"2″:353217},"15″:"Calibri, sans-serif","16″:11,"21″:1}” data-sheets-hyperlink="https://pay4sell.ir/42044-2/” style="text-decoration-line: underline; font-size: 11pt; font-family: Calibri, Arial; text-decoration-skip-ink: none; color: rgb(5, 99, 193);"><a class="in-cell-link” href="https://pay4sell.ir/42044-2/” target="_blank">پایان نامه با واژه های کلیدی فتح الله گولن، حزب عدالت و توسعه، جهانی شدن، سیاست خارجی</a></span></div><div><br /></div><p>3-5- سنتیک­های جذب سطحی………………………… 87</p><p>3-5-1- مدل سنتیکی شبه مرتبه اول……………….. 88</p><p>3-5-2- مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم……………….. 91</p><p>3-5-3- مدل نفوذ درون ذره­ای……………………. 95</p><p>3-6- اثر pH &nbsp;اولیه…………………………….. 98</p><p>6-7- اثر تداخل یون های رایج…………………… 100</p><p>3-8- قابلیت استفاده مجدد از جاذب………………. 101</p><p>3-9- حذف آرسنیک از آب های طبیعی………………. 101</p><p>3-6- فعالیت ضدمیکروبی………………………… 102</p><p>4- نتیجه گیری……………………………….. 104</p><p>5- پیشنهادات………………………………… 106</p><p>6- منابع……………………………………. 107</p><p><strong>فهرست اشکال</strong></p><p>شکل 1-1- &nbsp;مراحل جذب در سطوح درونی…………………. 13</p><p>شکل 1-2- نمودار خطی ایزوترم جذب لانگمویر…………. 22</p><p>شکل 1-3-&nbsp; مقایسه نمودارهای ایزوترم جذب فروندلیچ بر اساس مقادیر n 24</p><p>شکل 3-1- تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از نمونه جاذب های &nbsp;(a کیتوسان&nbsp; (b نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;و (c &nbsp;نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;…. 54</p><p>شکل 3-2- میکروگراف های SEM&nbsp; از&nbsp;&nbsp; (a کیتوسان خالص&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(b نانوکامپوزیت&nbsp; Chitosan/nano-Al₂O₃_&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (c نانوکامپوزیت &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃_{&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;}پس از جذب………. 55</p><p>شکل3-3- آنالیز EDX مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃. 56</p><p>شکل 3-4- تصاویر AFM&nbsp; از سطح نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;57</p><p>شکل 3-5- پراش اشعه X &nbsp;نمونه نانوذرات آلومینا…….. 58</p><p>شکل 3-6- پراش اشعه X&nbsp; نمونه کیتوسان…………….. 59</p><p>شکل 3-7- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 60</p><p>شکل 3-8- پراش اشعه ایکس نمونه نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;60</p><p>شکل 3-9- فازهای کریستالی (a Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;و (b Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp; با توجه به الگوهای XRD آنها… 61</p><p>شکل3-10- طیف FT-IR مربوط به کیتوسان………………. 62</p><p>شکل3-11- طیف FT-IR مربوط به نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃. 63</p><p>شکل3-12- طیف FT-IR&nbsp; مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;64</p><p>شکل3-13- طیف&nbsp;<em>FT-IR</em>&nbsp; مربوط به نانوکامپوزیت Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;پس از جذب 65</p><p>شکل 3-14- طیف FTIR&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (a کیتوسان خالص&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(b&nbsp; Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;(c &nbsp;و&nbsp; (d&nbsp; نانوجاذب &nbsp;&nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃_{&nbsp;&nbsp;&nbsp;}قبل و&nbsp;_&nbsp;&nbsp;پس از جذب. 66</p><p>شکل 3-15- ساختار فرضی نانو کامپوزیت کیتوسان/آلومینا. 67</p><p>شکل 3-16- ساختار کمپلکس کیتوسان-مس (a) مدل پل (b) مدل آویز 68</p><p>شکل 3-17- تاثیر غلظت اولیه As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;بر ظرفیت جذب سطحی جاذب های مورد استفاده………. 72</p><p>شکل 3-18- داده های سنتیک برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;بر روی&nbsp; جاذب های مورد استفاده………. 75</p><p>شکل 3-19-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای جاذب کیتوسان خالص 78</p><p>شکل 3-20- &nbsp;فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای جاذب کیتوسان خالص 79</p><p>شکل 3-21-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃…….. 81</p><p>شکل 3-22- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوکامپوزیت Chitosan/nano-Al₂O₃.. 83</p><p>شکل 3-23-&nbsp; فرم خطی ایزوترم لانگمویر برای نانوجاذب &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;85</p><p>شکل 3-24- فرم خطی ایزوترم فروندلیچ برای نانوجاذب &nbsp;Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;86</p><p>شکل 3-25- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی جاذب کیتوسان 88</p><p>شکل 3-26- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;&nbsp;روی نانو جاذب Chitosan/nano-Al₂O₃………… 89</p><p>شکل 3-27- &nbsp;مدل سنتیک شبه نوع اول برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;90</p><p>شکل 3-28- &nbsp;مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی کیتوسان 91</p><p>شکل 3-29- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;92</p><p>شکل 3-30- مدل سنتیک شبه مرتبه دوم برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃………. 93</p><p>شکل 3-31- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی کیتوسان 95</p><p>شکل 3-32- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;96</p><p>شکل 3-33- مدل نفوذ درون ذره­ای برای جذب As<em>(III)</em>&nbsp;روی Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;96</p><p>شکل 3-34- اثر&nbsp; pH&nbsp; اولیه روی جذب As(III) توسط کیتوسان خالص،&nbsp;&nbsp;&nbsp; Chitosan/nano Al₂O₃&nbsp;&nbsp;&nbsp;و&nbsp;&nbsp;&nbsp; Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99</p><p>شکل3-35- تعیین pH_pzc&nbsp;&nbsp;برای جاذب های کیتوسان ، Chitosan/nano Al₂O₃&nbsp;&nbsp;و&nbsp;&nbsp; Cu-chitosan/nano Al₂O₃……. 99</p><p>شکل 3-36- ظرفیت جذب As(III) در حضور آنیون های تداخل (500 mg/l). شرایط آزمایش: غلظت آرسنیک سه ظرفیتی 50 mg/l و مقدار جاذب 2 g/l 100</p><p>شکل 3-37- بازده جذب&nbsp; Cu-chitosan/nano-Al₂O₃&nbsp;&nbsp;نسبت به چرخه های بازسازی 101</p><p>شکل3-38- نمودار MIC &nbsp;جاذب ها در برابر گونه های مختلف میکروبی 104</p><p><strong>فهرست جداول</strong></p><p>جدول2-1- مشخصات مهم کیتوسان……………………. 39</p>

 

شکل1-1. ساختار شیمیایی اسید فسفریک… 2

شکل1-2. کاربردهای اسید فسفریک [1] 7

شکل2-1. طبقه بندی روش­های جداسازی به وسیله جذب روی حباب [57] 38

شکل2-2. شکل شماتیک نحوه عملکرد فرآیند جزء به جزء کردن کف… 40

شکل2-3. شماتیک یک حباب بالارونده در ستون کف [61] 40

شکل2-4. تأثیر پارامترهای مختلف در زمان تولید و پایداری کف [56] 42

شکل2-5. نمایی از ساده ترین واحد فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف [59] 43

شکل2-6. جداسازی جزء یه جزء با کف در حالت ساده، الف) نیمه پیوسته، ب) پیوسته [55] 44

شکل2-7. حالت­های مختلف جریان پیوسته، الف) حالت عریان سازی، ب) حالت غنی سازی، پ) حالت ترکیبی [55] 44

شکل2-8. نمایی از حضور سورفکتانت­ها در توده مایع و سطح مشترک گاز- مایع [60]. 49

شکل2-9. نمودار فرضی کشش سطحی بر حسب غلظت سورفکتانت در محلول [55] 50

شکل2-10. نمایی از دولایه الکتریکی در اطراف حباب گاز در یک محلول آبی حاوی سورفکتانت یونی [60] 54

شکل2-11. ساختار سه بعدی کف [69] 56

شکل2-12. تصویر Cyro-SEM از Plateau borders [71] 56

شکل2-13. الف) ساختار کف خشک به دست آمده از آزمایش، ب) ساختار کف خشک حاصل از شبیه سازی کامپیوتری، پ) ساختار کف خیس به دست آمده از آزمایشات، ت) ساختار کف خیس به دست آمده از شبیه سازی کامپیوتری [70]. 57

شکل2-14. بالا کشیده شدن مایع از درون کف با گذشت زمان [60] 58

شکل3-1. شکل شماتیک سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف… 66

شکل3-2. تصویر سامانه کاربردی در فرآیند جداسازی جزء به جزء با کف، 1) کمپرسور هوا، 2) روتامتر، 3) اسپارگر، 4) محل­های نمونه برداری یا ورود خوراک، 5) ستون کف، 6) ظرف جمع آوری کف… 67

شکل3-3. ساختار SDS. 68

شکل3-4. ساختار شیمیایی KEN10، n=10. 69

شکل3-5. ساختار شیمیایی SFD.. 70

شکل3-6. شماتیک فرآیند استخراج به عنوان مرحله پیش تصفیه اسید فسفریک… 72

شکل3-7. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 73

شکل4-1. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت KEN10. 79

شکل4-2. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SDS. 79

شکل4-3. نمودار کشش سطحی محلول خوراک بر حسب غلظت سورفکتانت SFD.. 80

شکل4-4. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-5. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 81

شکل4-6. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-7. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت KEN10. 82

شکل4-8. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-9. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 83

شکل4-10. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-11. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت SDS. 84

شکل4-12. تأثیر سرعت هوا روی مقدار جزء مایع در کف برای سورفکتانت SFD.. 85

شکل4-13. تأثیر سرعت هوا روی درصد حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 85

یک مطلب دیگر :

شکل4-14. تأثیر سرعت هوا روی نسبت غنی سازی برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-15. درصد H₃PO₄ از دست رفته برای سورفکتانت SFD.. 86

شکل4-16. تأثیر غلظت سورفکتانت KEN10 بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 88

شکل4-17. تأثیر غلظت سورفکتانت SDS بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-18. تأثیر غلظت سورفکتانت SFD بر روی درصد حذف فلزات، درصد اسید فسفریک از دست رفته و نسبت غنی سازی.. 89

شکل4-19. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت KEN10. 91

شکل4-20. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SDS. 91

شکل4-21. تأثیر زمان بر روی حذف فلزات برای سورفکتانت SFD.. 92

شکل4-22. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 93

شکل4-23. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 93

شکل4-24. تغییرات درصد حذف فلزات با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 94

شکل4-25. مقایسه عملکرد سه سورفکتانت در سرعت هوای ورودی و غلظت بهینه هر کدام. 95

شکل4-26. تصویر سامانه در حین انجام فرآیند. 98

شکل4-27. تصویر بزرگ­نمایی شده کف حاصل در سامانه. 99

شکل4-28. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت KEN10. 101

شکل4-29. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SDS. 101

شکل4-30. تغییرات سطح ویژه کف با تغییر غلظت سورفکتانت SFD.. 102

جدول1-1. خصوصیات فیزیکی اسیدفسفریک [3] 2

جدول1-2. خصوصیات فیزیکی خلوص­های مختلف اسیدفسفریک [7] 4

جدول1-3. آنالیز اسید فسفریک تهیه شده به روش تر برخی از سنگ‌های معدن در قسمت‌های مختلف جهان [2]. 13

جدول1-4. تأثیر حضور ناخالصی­ها بر روی فرآیند [12] 15

جدول3-1. خواص فیزیکی اسید فسفریک تر. 68

جدول3-2. خواص فیزیکی SDS. 69

جدول3-3. خواص فیزیکی KEN10. 69

جدول3-4. خواص فیزیکی SFD.. 70

جدول4-1. مشخصات اسیدفسفریک پس از فرآیندهای جذب سطحی و استخراج.. 78

جدول4-2. نتایج آزمایشات دو مرحله­ای برای سورفکتانت­های SDS و SFD.. 96

جدول4-3. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت KEN10. 99

جدول4-4. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SDS. 100

جدول4-5. مقادیر میانگین شعاع معادل و سطح ویژه برای سورفکتانت SFD.. 100

جدول5-1. مقایسه نتایج کارهای انجام شده پیشین با این پروژه 107

 

چکیده

اسید فسفریك دومین اسید معدنی پر مصرف در دنیا است و به عنوان ماده اولیه در تولید شوینده­ها، محصولات غذایی و دارویی به کار می­رود. بدین لحاظ خالص­سازی اسید فسفریک یکی از نیازهای ضروری صنایع مصرف کننده از آن به شمار می­رود. 95% اسید مصرفی در صنایعی که نیاز به اسید فسفریک خالص دارند به روش حرارتی و تنها 5% آن به روش تر تولید می­شود. اسید تهیه شده به روش حرارتی دارای خلوص بالا بوده ولی هزینه تولید آن بسیار بالا است. با توجه به افزایش سالانه 3/2 تا 5/2%  نیاز به اسید فسفریک خالص، کاهش هزینه تولید آن یکی از نیازهای روز صنعت به شمار می­رود. برای خالص سازی اسید فسفریک تولید شده به روش تر، معمولاً روش استخراج برای حذف عمده ناخالصی­ها انجام شده و برای بالا بردن بیشتر خلوص آن از روش­هایی مانند اولترافیلتراسیون، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و تبادل یون استفاده می­شود. این روش­ها با معایبی از قبیل سختی انجام فرآیند، هزینه بالای تأمین و نگهداری تجهیزات، هزینه بالای رزین­ و نیاز به احیای آن روبه رو هستند. همچنین فرآیندهای تبادل یون و جذب سطحی در غلظت­های پایین بازده مناسب­تر هستند.

در این پروژه به منظور حذف ناخالصی­های فلزی از اسید فسفریک تر از روش جداسازی جزء به جزء با کف استفاده شده است که روشی جدید برای انجام این فرآیند محسوب می­شود.

اساس روش جداسازی جزء به جزء با کف، جذب سطحی ناخالصی­ها بر روی کف­های بالارونده از ستون است که همراه با خود، ناخالصی­ها را از درون خوراک خارج کرده و محصولی خالص به جای می­گذارد. این روش علاوه بر بازده بالا، مزیت­هایی از قبیل سهولت در انجام فرآیند، هزینه کم عملیاتی و مصرف انرژی پایین را دارد. همچنین به علت عدم استفاده از حلال­های شیمیایی، فرآیندی سبز به شمار می­رود.

قابلیت این فرآیند در حذف ناخالصی­های اسید فسفریک، تأثیر سرعت هوای ورودی، زمان، غلظت و انتخاب پذیری سورفکتانت­ها نسبت به هر فلز با استفاده از سورفکتانت­های KEN10، SDS و SFD بررسی شد. همچنین تمامی آزمایش­ها در حالت نیمه پیوسته انجام گردید.

برای سورفکتانت KEN10، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 043/0 و غلظت بهینه برابر با 1.2CMC (CMC=0.229 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %19/31 ، نسبت غنی سازی برابر با 95/1 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 9% است.

برای سورفکتانت SDS، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 020/0 و غلظت بهینه برابر با 2CMC (CMC=0.35 mg/cc) به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با %20/70، نسبت غنی سازی برابر با 39/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با % 26/8 است.

برای سورفکتانت SFD، سرعت بهینه هوای ورودی برابر یا cm/min 014/0 و غلظت بهینه برابر با CMC (CMC=2.33 mg/cc)  به دست آمد. در این شرایط درصد حذف کلی فلزات برابر با 93/59% ، نسبت غنی سازی برابر با 28/4 و درصد اسید فسفریک از دست رفته برابر با 71/4% است.

همچنین با انجام دو مرحله آزمایش، درصد حذف کلی فلزات برای سورفکتانت­ SDS برابر با 31/95% و برای سورفکتانت SFD برابر با %09/91 به دست آمد.

کلمات کلیدی:  اسید فسفریک، جزء به جزء کردن کف، حذف فلزات، نونیل فنل اتوکسیلات، سدیم دودسیل سولفات، دی سدیم لورت 3 سولفوسوکسینات.

فصل اول

 

اسید فسفریک