طرق إزالة معدن “الحديد” من مياه الفضلات الصناعية

1996 معالجة مياه الفضلات الصناعية

أ.د أحمد فيصل أصفري

KFAS

مياه الفضلات الصناعية ازالة معدن الحديد الكيمياء

تدعى اتحادات الحديد المشتقة من أكسيد الحديدي FeO، مركبات الحديدي.

ويكون أيونها ثنائي التكافؤ Fe⁺² مثل كلور الحديدي FeCl₂. بينما تدعى اتحادات الحديد المشتقة من أوكسيد الحديد Fe₂O₃، مركبات الحديد، ويكون أيونها ثلاثي التكافؤ Fe⁺³ مثل كلور الحديد FeCl₃.

محاليل أيون الحديد عديمة اللون تقريباً، عدا محاليلها في حمض الكبريت، وحمض كلور الماء، حيث تكون ذات لون أصفر محمر.

أما محاليل أيون الحديدي فهي ذات لون أخضر باهت، وغير ثابتة، إذ تتأكسد بسرعة في الهواء إلى أيون الحديد، وتزداد سرعة التحول عندما يكون الوسط قلوياً.

أيونا الحديد والحديدي متوسطا الحموضة. علماً بأن الأيون الثلاثي أكثر حموضة من الأيون الثنائي.

 

من أجل قيم حيادية للـ pH، وبوجود الأكسجين، يتأكسد الحديدوز القابل للانحلال Fe⁺² بسرعة، ليتحول إلى حديديك Fe⁺³ الذي يشكل بسرعة راسباً أو مركباً غير قابل للانحلال من الشكل Fe(OH)₃.

بزيادة قيمة الـ pH عن 12 يتحول هذا الراسب مرة أخرى إلى مادة قابلة للانحلال، بينما عند قيم لـ pH أقل من 6 يكون تحول الحديدوز إلى حديديك بطيئاً جيداً. لذلك يتطلب وجود الحديد بشكل منحل قيماً عالية جداً، أو منخفضة، للـ pH، أو ظروفاً لا هوائية.

 

يبين الجدول (3 – 36) بعض الصناعات التي يوجد الحديد في مياه فضلاتها وتراكيز هذا الملوث.

من الطرق الشائعة الاستخدام لإزالة الحديد:

– التصريف في الآبار العميقة.

–  الأكسدة والترسيب: وتتلخص بتحويل الحديدوز إلى حديديك، ومن ثم ترسيبه كهيدروكسايد حديديك عند pH = 5.5. أو بتحويل الحديدوز إلى حديديك بالتهوية عند pH = (7 – 7.5). أو بالكلورة بدلاً من التهوية. كما يستخدم الكلس أحياناً لتعديل رقم الـ pH وفق إحدى الطرق التالية:

 

أ – أيون الحديد ثنائي التكافؤ Fe⁺²:

أولاً التفاعلات الأيونية

– مع أيون الكبريت:

– مع أيون الهيدروكسيل:

– مع أيون الكبريتات:

 

ثانياً: – التفاعلات الكيميائية

– مع كبريت الهيدروجين: يعطي كبريت الحديدي– راسب أسود:

– مع ماءات الصوديوم: يعطي ماءات الحديدي – راسب أبيض:

– مع كربونات الصوديوم: يعطي كربونات الحديدي – راسب أبيض:

ويتأكسد في الهواء ليعطي ماءات الحديد البنِّية اللون:

 

ب – أيون الحديد ثلاثي التكافؤ Fe⁺³:

أولاً التفاعلات الأيونية

– مع أيون الهيدروكسيل:

– مع أيون الكربونات:

 

ثانياً: – التفاعلات الكيميائية

– مع ماءات الصوديوم: يعطي ماءات الحديد – راسب بني محمر:

– مع ماءات الأمونيوم: يعطي ماءات الحديد – راسب بني محمر:

– مع كربونات الصوديوم: يعطي كربونات الحديد الأساسية – راسب بني – Fe(OH)CO₃ – التي تتحول بالغليان إلى ماءات الحديد Fe(OH)₃:

 

يتم تحويل الحديدوز إلى حديديك بالأكسدة، أو بإضافة الكلور عند قيم pH = 7 – 7.5، ثم يترسبت كهيدروكسايد حديديك عند pH = 7.5، وبعد ذلك يستخدم الكلس لتعديل الـ pH.

يبين الجدول (3 – 37) بعض طرق إزالة الحديد من مياه الفضلات الصناعية، ومردود الإزالة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]