Abstrakt

Elektrokinetische Kupferentfernung aus Kaolinitböden unter konstantem elektrischem Strom mittels Aktivkohlefiltermedien und deren Regeneration

 Romina Ghobadi

 Zusammenfassung: Kupferverunreinigungen sind in vielen Industrie- und Bergbaubetrieben ein häufiges Problem und müssen saniert werden. Wir haben ein elektrokinetisches Experiment mit einer konstanten elektrischen Spannung von 20 mA durchgeführt, um die Entfernung von Kupfer aus standardmäßigem Kaolinitboden mithilfe von Aktivkohlefiltermedien (AC RFM) zu untersuchen. Die Affinität von AC zur Kupferadsorption erleichterte die Entfernung der Verunreinigung. Anschließend konnte das Kupfer einfach desorbiert werden, indem das AC-Filtermedium mit einer Lösung mit niedrigem pH-Wert gespült wurde, während AC wiederverwendet wurde. Kaolinitboden wurde mit 2,5 g/l Kupfersulfat angereichert, um eine Kupferkonzentration von 1 g/l im Boden zu erreichen. 1 kg des kontaminierten Bodens wurde in die elektrokinetische Zelle gepackt und 25 g körniges Aktivkohlefiltermedium (GAC) wurden in der Nähe der Kathodenelektrode hinzugefügt. Das elektrokinetische Experiment wurde 7 Tage lang durchgeführt und der Boden wurde am Ende in 5 gleiche Abschnitte unterteilt. Die Kupferkonzentration im Boden wurde mit einem XRF-Analysator gemessen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kupferentfernung in den Abschnitten 1 bis 4 90,74 % bis 68,78 % betrug. Die Kupferentfernung war im Bodenabschnitt 5 in der Nähe der Kathode aufgrund des hohen pH-Werts in diesem Bodenabschnitt negativ. Während der EK-AC-Behandlung wurde jedoch eine erhebliche Menge Kupfer, etwa 45 %, von AC eingefangen, was zu weniger Kupferniederschlag im Bodenabschnitt in der Nähe der Kathode führte. Daher konnte AC RFM die Kupferentfernung im EK-Experiment unter konstantem elektrischem Strom erheblich verbessern. Das AC RFM wurde aus der elektrokinetischen Zelle entfernt und zur Behandlung und Wiederverwendung in eine Filtersäule gepackt. Eine Salpetersäurelösung wurde durch die AC-Säule geleitet, wodurch eine Kupferentfernung von über 82,1 % erreicht wurde. Das AC wurde mit deionisiertem Wasser gespült, um den pH-Wert vor der Wiederverwendung auf Normalwerte zu neutralisieren. Die experimentelle Arbeit zeigte die Machbarkeit der Einkapselung von Verunreinigungen im AC-Filtermedium unter konstantem elektrischem Strom ohne Zugabe von Chemikalien und eine einfache Rückgewinnung durch Säurelaugung aufgrund der hohen Durchlässigkeit von AC. Dies erleichtert die Entfernung von Schadstoffen aus dem Boden am Ende der elektrokinetischen Sanierung, die sich normalerweise in der Nähe der Kathodenzone ansammeln. Hinweis: Diese Arbeit wird auf dem 9. Internationalen Gipfel zur globalen Erwärmung und Umweltwissenschaften (Webinar zur globalen Erwärmung 2020) am 10. und 11. August 2020 vorgestellt. Biografie: Romina Ghobadi. Sie ist eine Doktorandin im letzten Jahr und arbeitet an der Bodensanierung an der University of Technology Sydney, School of Civil & Environmental Engineering. Sie hat einen Masterabschluss in Ingenieurwissenschaften von der University of Adelaide in Adelaide, Australien, und ihren Bachelor in Bergbauingenieurwesen. Sie hat Erfahrungen in Umweltingenieurwesen, Bodensanierung, Bodenanalyse, Metallgewinnung und -analyse, Grundwassermodellierung, Statistik und stochastischer Simulation.