دانلود پروژه: تعيين وضعيت آلودگي پساب معدن مس سرچشمه کرمان و حذف کروم، مس، منگنز، نيکل و کادمیوم به روش رقابتي از آن، با استفاده از نانو ذرات  اکسيد آهن (γ-Fe2O3)

فهرست مطالب

عنوان. …………………………………………………………………………………………………………………….. صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1)… مقدمه……………………………………………………………………………….. 2

فصل دوم: کلیات و منابع نظری

2-1) مقدمه………………………………………………………………………………….. 6

2-2) آشنایی با محل مورد مطالعه……………………………………………………………. 7

2-2-1) موقعیت جغرافیایی معدن مس سرچشمه…………………………………………….. 7

2-2-2) زمین شناسی عمومی منطقه………………………………………………………… 8

2-2-3) آلتراسیون ها………………………………………………………………………. 9

2-2-4) سیالات درگیر…………………………………………………………………… 11

2-2-5) ژنز کانسار مس سرچشمه………………………………………………………… 11

2-3) حذف فلزات سنگین با استفاده از فناوری نانو…………………………………………. 14

2-3-1) نانو تکنولوژی……………………………………………………………………. 14

2-3-2) تاریخچه نانوتکنولوژی…………………………………………………………… 14

2-3-3) کاربردهای نانوتکنولوژی………………………………………………………… 15

2-3-4) نانوتکنولوژی در محیط زیست……………………………………………………. 15

2-3-4-1) نانو حسگرهاي زيست محيطي……………………………………………… 16

2-3-4-1-1) آلودگي هوا………………………………………………………….. 16

2-3-4-1-2) انتشار گازهاي سمي………………………………………………….. 16

2-3-4-2) نانوفيلترها………………………………………………………………….. 17

2-3-4-3)کاتاليست هاي زيست محيطي……………………………………………….. 19

2-3-4-4) نانو مواد……………………………………………………………………. 19

2-3-5) توانایی نانو ذرات در حذف فلزات سنگین………………………………………… 20

2-3-6) جذب سطحی……………………………………………………………………. 21

2-3-7) ایزوترم های جذب سطحی………………………………………………………. 22

2-3-7-1) ایزوترم جذبی لانگمویر…………………………………………………….. 23

2-3-7-2) ایزوترم جذبی بی ای تی……………………………………………………. 24

2-3-7-3) ایزوترم جذبی فرندلیچ……………………………………………………… 26

2-3-7-4) ایزوترم جذبی تمکین………………………………………………………. 26

فصل سوم: مروری بر تحقیقات گذشته

3-1) مطالعات آبشناسی……………………………………………………………………. 28

3-1-1) مقدمه……………………………………………………………………………. 28

3-1-2) مطالعات کلی آلودگی فلزات سنگین…………………………………………….. 28

3-1-3) مطالعات موردی آلودگی فلزات سنگین در معدن مس سرچشمه…………………… 32

3-2) مطالعات استفاده از فناوری نانو در حذف فلزات سنگین……………………………….. 35

3-2-1) مقدمه……………………………………………………………………………. 35

3-2-2) کاربرد جاذب های نانو ساختار در حذف کلیه فلزات سنگین……………………… 36

3-2-3 کاربرد جاذب های نانو ساختار در حذف فلزات سنگین بررسی شده در این پژوهش.. 38

3-2-3-1) مس……………………………………………………………………….. 38

3-2-3-2 ) کروم……………………………………………………………………… 39

3-2-3-3) نیکل………………………………………………………………………. 41

3-2-3-4) منگنز………………………………………………………………………. 42

3-2-3-5) کادمیوم……………………………………………………………………. 43

فصل چهارم: مواد و روش­ها

4-1) نمونه برداری و آنالیز نمونه ها………………………………………………………… 45

4-1-1) نمونه برداری…………………………………………………………………….. 45

4-1-1-1) نمونه برداری از سد رسوبگیر معدن…………………………………………. 45

4-1-1-2) نمونه برداری ژئوشیمیایی…………………………………………………… 45

4-1-1-3) نمونه برداری از زهاب اسیدی………………………………………………. 45

4-1-2) آنالیز نمونه ها……………………………………………………………………. 48

4-1-2-1) آنالیز نمونه های سد رسوبگیر………………………………………………. 48

4-1-2-2) آنالیز نمونه های ژئوشیمیایی……………………………………………….. 48

4-1-2-3) آنالیز نمونه های گرفته شده از زهاب اسیدی………………………………… 49

4-2) تولید  و مشخصات جاذب……………………………………………………………. 49

4-2-1) تولید جاذب………………………………………………………………………. 49

4-2-2) مشخصات ذرات مگ همایت……………………………………………………. 50

4-3) فرایند جذب فلزات سنگین توسط مگ همایت………………………………………… 50

4-3-1) تأثیر pH………………………………………………………………………… 51

4-3-2) تأثیر غلظت اولیه و زمان تماس……………………………………………………. 51

4-3-3) تأثیر دما…………………………………………………………………………. 51

4-3-4) ایزوترم جذب……………………………………………………………………. 52

4-3-5) تأثیر pH  در محلول صنعتی……………………………………………………… 53

4-3-6) مقایسه حذف در محلول صنعتی و آزمایشگاهی…………………………………… 53

فصل پنجم: نتایج و بحث

5-1) تعیین وضعیت آلودگی پساب معدن مس سرچشمه کرمان……………………………… 55

5-1-1) تعیین میزان آلودگی فلزات سنگین و کیفیت آب در سد رسوبگیر…………………. 55

5-1-1-1) تعیین میزان آلودگی فلزات سنگین………………………………………….. 55

5-1-1-2) بررسی کیفیت آب…………………………………………………………. 62

5-1-2) مقایسه میزان آلودگی در کلیه پساب ها…………………………………………… 64

5-2) حذف فلزات سنگین با استفاده از نانوذرات مگ همایت………………………………. 68

5-2-1) بررسی حذف آلودگی از محلول شبیه سازی شده………………………………… 68

5-2-1-1) تأثیر pH………………………………………………………………….. 68

5-2-1-2) تأثیر غلظت اولیه و زمان تماس……………………………………………… 69

5-2-1-3) تأثیر دما……………………………………………………………………. 71

5-2-1-3) ایزوترم جذب………………………………………………………………. 71

5-2-2) بررسی حذف آلودگی از زهاب اسیدی معدن…………………………………….. 73

5-2-2-1) تأثیر pH………………………………………………………………….. 74

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1) نتیجه گیری………………………………………………………………………….. 77

6-2) پیشنهادها…………………………………………………………………………….. 79

منابع:……………………………………………………………………………………….. 81

فهرست اشکال

عنوان. ………………………………………………………………………………………………………………………صفحه

شکل2-1: سد رسوبگیر معدن مس سرچشمه کرمان……………………………………………………………….. 7

شکل2- 2: موقعیت جغرافیایی و نمایی از سد رسوبگیر معدن مس سرچشمه. در شکل سمت چپ: 1:مسیر حرکت باطله به سد باطله.2:مسیر آب بازیافتی از سد باطله……………………………………………….8

شکل2- 3: نقشه‌ي زمين‌شناسي و آلتراسیون معدن سرچشمه……………………………………………………10

شکل2-4: نقشه کانی­زایی در معدن مس سرچشمه. A: مولیبدن، B: مس………………………………….­…13

شکل2-5: نانوسنسور گاز با اندازه mm² 3*5/3 دارای 16 سنسور……………………………………………..17

شکل2-6: دسته بندی انواع فیلتر بر اساس توانایی آن­ها در حذف آلاینده­ها………………………………..18

شکل2-7: محل قرار گیری کاتالیزور زیست محیطی و نحوه عملکرد آن……………………………………19

شکل2- 8 : نمودار وابستگی میزان جذب سطحی به غلظت، بر اساس تئوری لانگمویر…………………24

شکل2- 9 : توضیح تئوری BET……………………………………………………………………………………..25

شکل4-1: محل نمونه برداری انجام شده در محدوده سد رسویگیر معدن مس سرچشمه که در نرم افزار Surfer با استفاده از مختصات دقیق نقاط رسم شده است………………………………………………………..46

شکل4- 2: : طرح شماتیک فرایند نمونه برداری و آنالیز نمونه­ها………………………………………………48

شکل4- 3: شمایی از فرایند تولید نانو ذرات مگ­همایت ((γ-Fe₂O₃…………………………………………49

شکل4-4: الف: تصویر TEM از نانو ذرات تولید شده، ب: طیف مادون قرمز……………………………..50

شکل5-1: میزان عناصرموجود در سد رسوبگیر معدن بر اساس شماره نمونه و هیستوگرام مربوط به نمونه شماره 19………………………………………………………………………………………………………………..55

شکل5-2: نمودار دایره ای بر اساس میانگین غلظت فلزات سنگین…………………………………………….56

شکل5-3: نمودار میله­ای بر اساس میانگین غلظت فلزات سنگین……………………………………………….56

شکل5-4: نمودار میله­ای برخی از غلظت فلزات سنگین بر اساس شماره نمونه…………………………….57

شکل5-5: دندروگرام فلزات سنگین موجود در منطقه مورد مطالعه……………………………………………58

شکل5-6: نمونه ای از نقشه­های هم پتانسیل برای عناصر منطقه مورد مطالعه…………………………………60

شکل5-7: نمودارهای پایپر و استیف برای آب­های منطقه مورد مطالعه……………………………………….61

شکل5-8: نمودار دورو برای آب­های منطقه مورد مطالعه…………………………………………………………62

شکل5-9: نمودارمیله ای پساب­ قسمت­های محتلف معدن بر اساس pH………………………………………63

شکل5-10: مقایسه میانگین غلظت فلزات سنگین بر اساس pH…………………………………………………63

شکل5-11: نمودار دایره­ای فلزات سنگین بر اساس pH………………………………………………………….64

شکل5-12: نمودارهمبستگی منگنز و مس…………………………………………………………………………….65

شکل5-13: نمودارهمبستگی نیکل و کادمیوم………………………………………………………………………..66

شکل5-14: نمودارهمبستگی کروم و مس…………………………………………………………………………….66

شکل5-15: نمودارهمبستگی منگنز و نیکل……………………………………………………………………………66

شکل5-16: اثر pH بر میزان جذب………………………………………………………………………………………68

شکل 5-17: اثر زمان تماس و غلظت آلاینده بر میزان جذب. الف:mg/L50.ب: mg/L100.ج: mg/L150………………………………………………………………………………………………………………………69

شکل5-18 :اثر دما بر میزان جذب……………………………………………………………………………………….70

شکل 5-19: ایزوترم لانگمویر برای فلزهای مس، منگنز، کادمیوم، کروم و نیکل…………………………71

شکل 5-20: نمودار c_e بر اساس c_e/q_e برای فلزهای مس، منگنز، کادمیوم، کروم و نیکل……………….71

شکل 5-21: اثر pHبر میزان جذب در محلول صنعتی……………………………………………………………..73

شکل 5-22: مقایسه میزان جذب در pH های مختلف محلول صنعتی…………………………………………73

شکل 5-23: مقایسه میزان جذب در pH های مختلف محلول شبیه­سازی شده………………………………74

فهرست جداول

عنوان. ……………………………………………………………………………………………………………………………….صفحه

جدول 4-1) پارامترهاي در نظر گرفته شده در نمونه برداري و دستور العمل مورد نياز براي آن­ها………………………………………………………………………………………………………………………………….47

جدول 5-1: ضریب همبستگی بین فلزات سنگین موجود در منطقه مورد مطالعه……………………………59

جدول 5-2: ضریب همبستگی بین فلزات سنگین موجود در زهاب اسیدی معدن………………………….65

جدول 5-3: ثوابت معادله لانگمویر……………………………………………………………………………………..72