فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه: باطله لیچ نمکی، حاصل پایلوت استحصال سرب از فیلتر کیک‌های روی می‌باشد. نظر به این‌که فلزات سنگین در این باطله بیش از حد مجاز مربوطه می‌باشند، ضروری است تا پیش از احداث کارخانه استحصال سرب، روش مناسب از منظر فنی، اقتصادی و محیط زیستی برای مدیریت این باطله‌ها تبیین گردد. هدف از تحقیق حاضر، کاهش حلالیت عناصر فلزی در باطله لیچ نمکی به روش تثبیت و جامدسازی آ‌ن‌ها (S/S) با افزودنی‌های سیمان، میکروسیلیس و ماسه بوده است.مواد و روش‌ها: ضمن اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی BLT، خصوصیات شیمیایی آن‌ها شامل فلزات سنگین باICP-OES  و اکسیدها با XRF اندازه‌گیری شدند. برای کاهش حلالیت فلزات سنگین به‌ویژه سرب، روش S/S باطله مذکور، در نظر گرفته شد. در همین راستا، برای ایجاد استحکام لازم برای باطله، 16 اختلاط از ترکیب باطله با افزودنی‌های سیمان (0-10%)، میکروسیلیس (0-5/1%) و ماسه (0-10%) با نرم‌افزار DX7 طراحی شدند. نمونه‌های مکعبی با نسبت آب به مواد پودری 4/0 (4/0 w/p=) ساخته شد. به منظور ارزیابی مقاومت فشاری نمونه‌های مکعبی (5×5×5 سانتیمتر) در سنین 7 و 28 روز آزمایش شدند. نمونه 7 روزه و 28 روزه Ni16 که دارای بیشترین مقاومت فشاری بودند، تحت آزمایش TCLP قرار گرفتند. سپس، کلیه فلزات سنگین، در عصاره TCLP توسط ICP-OES اندازه‌گیری شدند. همچنین، به منظور شناسایی کمی و کیفی کانی‌های باطله اولیه (شاهد) و باطله S/S شده، آزمایش XRD انجام شد.نتایج: غلظت سرب در عصاره TCLP نمونه شاهد (ppm 11/6)، بیش از حد مجاز آن بوده است. لذا، کاهش حلالیت عناصر این باطله به روش S/S پیش از دفع الزامی می‌باشد. مقاومت فشاری اختلاط‌های 7 و 28 روزه به ترتیب، 2 تا 2/5 و 2 تا 9 مگاپاسکال بوده که عملاً بیش از حداقل مقاومت فشاری لازم (35/0 مگاپاسکال) بودند. غلظت تمامی فلزات سنگین در عصاره دو نمونه S/S شده N15 و N16 کمتر از حد مجاز آن‌ها بودند. لذا، روش S/S استفاده شده مطلوب ارزیابی می‌شود. شناسایی کانی‌های باطله S/S نشده و نمونه S/S شده (Ni16) نشان می‌دهد که متأثر از تثبیت و جامدسازی، کانی‌های جدید شامل Gypsum, C-S-H, Ettringite & Calcium Silicon در نمونه ظهور یافته‌اند. این کانی‌ها که حاصل مصرف میکروسیلیس و سیمان، واکنش‌های تلفیقی و محصولات هیدراتاسیون سیمان با باطله مورد مطالعه بوده است، می‌توانند عوامل افزایش مقاومت فشاری نمونه‌ها باشند.بحث: ضمن تصریح اثر منفی ماسه بر مقاومت اختلاط‌ها، درصد سیمان و میکروسلیس رابطه مستقیم با مقاومت فشاری نمونه‌ها داشتند. به گونه‌ای که، شیب تغییرات مقاومت فشاری به ازای سیمان، برای نمونه‌های 28 روزه به مراتب بیشتر از این شیب برای نمونه‌های 7 روزه بوده است. یکی از عوامل کاهش مقاومت فشاری کوتاه مدت اختلاط‌ها می‌تواند وجود فلزات سنگین در باطله باشد. در واقع این فلزات باعث اختلال در واکنش هیدراتاسیون و جلوگیری از تشکیل مؤثر ژل سیلیکات می‌شوند. کانی بازنایت باعث افزایش مقاومت فشاری و متعاقباً ارتقاء سیستم S/S باطله‌ها می‌شود. کاهش قابل توجه بازنایت از 73.5% در طیف XRD نمونه شاهد به 3/6% در نمونه تثبیت یافته نشان از مصرف بازنایت در واکنش‌های S/S می‌باشد.