استفاده از غربال یونی دی اکسید تیتانیومی برای جذب لیتیم از شورابه های داخلی منیزیم زدایی شده

در این پژوهش تلاش بر آن شده تا بهینه سازی فرایند جذب، برروی غربال های یونی TiO۲-B با مورفولوژی نانولوله ی صورت گیرد. روش کار به این صورت بوده که نانو غربال های مذکور با فرایند هیدروترمال در معرض هیدروکسید سدیم با غلظت و پارامترهای دمایی مشخص سنتز شده و فرایند اسپینل سازی با فرایند هیدروترمال ثانویه ای در معرض هیدروکسید لیتیم با غلظت و پارامترهای دمایی مشخص آماده شده اند. اسیدشویی به عنوان مرحله نهایی، برای تهی سازی لیتیم از ساختار حاصله از مرحله قبل و تبدیل آن به نانوغربال با خاصیت انتخابی جذب لیتیم انجام شده است. نانوغربال تولید شده از مراحل پیشین در محلول سنتزشده حاوی یون های لیتیم قرارگرفته و حالت بهینه ی آن با طراحی آزمایش بر روی پارامترهای pH محلول، زمان جذب، غلظت محلول اسیدشویی و زمان اسید شویی بدست آمده است. حالت بهینه بدست آمده بر روی شورابه واقعی با استفادهاز اسید سولفوریک رقیق برای زدایش کلسیم موجود، استفاده از رزین تعویض یونی پرولایت ۱۰۸ برای زدایش بور و استفاده از هیدروکسید سدیم برای زدایش منیزیم در حالات بهینه از روش های مهندس بهادری و جندقی از عناصر نامطلوب تصفیه شده و تست گردیده است. همچنین مدل ایزوترم جذب و سینتیک آن با انجام آزمایشات در حالات بهینه ظرفیت و جذب بدست آمده است. لازم به ذکر است مشخصه یابی نانولوله ها توسط آزمون پراش پرت و ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، آزمون محاسبه سطح ویژه (BET) انجام گردید. نتایج حاصل از تست جذب بر روی محلول سنتزشده با شرایط pH محلول ۱۲، زمان جذب ۴۸ ساعت، غلظت محلول اسیدشویی ۰/۱ مولار و زمان اسیدشویی ۲۸ ساعت با استفاده از دستگاه جذب اتمی (AAS) مقدار ۹۶/۲ درصد و برروی شورابه واقعی تصفیه شده ۸۰ درصد اندازه گیری شد. ماکسیمم ظرفیت اندازه گیری شده نیز به ازای ۶۰ درصد جذب به مقدار ۱۸ میلیگرم بر گرم در غلظت لیتیم ۸۰ppm رسید. مدل ایزوترم جذب مدل فروندلیچ و سینتیک جذب از معادله پسودو درجه دوم که نتیجه آن تعیین نوع جذب به عنوان جذب شیمیایی می باشد، تعیین گردید. با تعیین مقدار انرژی اکتیواسیون نیز مرحله کنترلکننده، کنترل نفوذی، مشخص گردید.

کلیدواژه ها:

استخراج لیتیم ، جذب ، تبادل یونی ، نانولوله ، TiO۲-B ، شورابه