استفاده از پسماند صنایع سیمان برای تولید نیمه‌ صنعتی نانوجاذب‌های ارزان‌ قیمت

می متالز - پژوهشگران دانشگاه صنعتی سهند تبریز با همکاری قطب علمی رنگ، شرکت آب و فاضلاب استان آذربایجان شرقی و کارخانه‌های تولید سیمان این استان موفق به تولید نانوجاذب‌های تصفیه پساب در مقیاس نیمه‌صنعتی شدند. در تولید این نانوجاذب‌ها از غبار کوره دوار سیمان استفاده شده است.

به گزارش می متالز، قسمت اعظم کشومان در منطقه خشک قرار گرفته و کمبود منابع آبی استفاده صحیح از آن‌ها را اجتناب‌ناپذیر کرده است. یکی از روش‌های صحیح مصرف آب بازیافت و بازچرخانی پساب‌های صنعتی آلوده به مواد رنگ‌زا و فلزات سنگین است. تاکنون فناوری‌های مختلفی برای دستیابی به این مهم مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته است. اغلب این فناوری‌ها ازلحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه نیستند و به همین دلیل تاکنون به تولید صنعتی نرسیده‌اند.

دکتر امین سالم ضمن اشاره به فناوری جذب سطحی با مواد نانومتخلخل، ظرفیت بالا و شرایط ایمنی را از نکات مثبت استفاده از آن‌ها برشمرد و افزود: تولید این نوع نانوجاذب‌ها به لحاظ صنعتی باید طوری انجام شود که قیمت تمام شده به حداقل برسد. یکی از روش‌های رسیدن به این هدف، استفاده از پسماندهای جامد مانند غبار کوره دوار سیمان در کنار مواد نانومتخلخل است. از سوی دیگر، صنعت سیمان در کشور ما یکی از صنایع توسعه یافته است. در این راستا، در طرح حاضر با بهره‌گیری از غبار کوره دوار سیمان موفق به توسعه نیمه‌صنعتی یک نانوجاذب شدیم که قادر است فرآیند تصفیه پساب را با بازدهی قابل قبولی انجام دهد.

وی در ادامه افزود: در تولید نیمه‌صنعتی این نانوجاذب‌ها کلیه فاکتورهای صنعتی مطابق با فرایند تولید صنعتی مدنظر قرار گرفته است. همچنین برای دست‌یابی به یک نتیجه مطمئن لازم بود تا داده‌های خروجی از مقیاس نیمه‌صنعتی، با روش‌های آماری جدید و بسیار دقیق مورد ارزیابی قرار گیرد تا مسیر تجاری‌سازی آن هموار شود. ساخت تجهیزات صنعتی تولید این نانوجاذب‌ها با دانش فنی داخلی به‌دست‌آمده است و همچنین نیازی به واردات مواد اولیه از خارج از کشور نیست.

در این طرح از زئولیت به‌عنوان ماده پایه جاذب نانوساختار استفاده شده است. برای ساخت نانوجاذب ابتدا پودر متشکل از نسبت‌های متفاوتی از زئولیت، بنتونیت و غبار کوره دوار سیمان تهیه شده است. سپس از فرایند اکستروژن تک‌پیچ برای تبدیل پودر به جاذب شکل داده شده استفاده شد. پس از اتمام فرایند تولید، نانوجاذب‌ها ازلحاظ مقاومت مکانیکی و همچنین میزان بازدهی در حذف فلزات سنگین مورد ارزیابی قرار گرفتند.

بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، بیشترین ظرفیت جذب ۹۰ و ۹۳ میلی‌گرم بر گرم به ترتیب برای نانوجاذب اصلاح‌شده و جاذب نانوساختار است. در مقایسه با جاذب‌هایی که به‌طور کامل از نانومواد استفاده شده است، جاذب‌های اصلاح‌شده با غبار کوره دوار سیمان عملکرد تقریباً مشابهی از خود به نمایش می‌گذارند؛ با این تفاوت که قیمت تمام‌شده آن‌ها به‌مراتب پایین‌تر است که این موضوع روند تجاری‌سازی و تولید صنعتی آن‌ها را تسهیل می‌نماید.

این طرح با همکاری دکتر امین سالم و دکتر شیوا سالم – اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز و دانشگاه صنعتی ارومیه- انجام شده است. نتایج این پژوهش در مجله‌ Journal of Cleaner Production با ضریب تأثیر ۵.۷۱۵ (جلد ۱۴۳، سال ۲۰۱۷، صفحات ۴۴۰ تا ۴۵۱) منتشر شده است.

منبع: سیمان خبر