معرفی زدايش مواد معدني از سنگ معدن با استفاده از نانوذرات

[Alireza Hashemi 33392]

[TABLE=class: text]

[TR]

[TD]پژوهشگران روش کاملا جديدي براي جداسازي مواد ارزشمندي نظير طلا، مس و نقره از ميان سنگ‌هاي معدني ارائه کردند. در اين روش از نانوذرات استفاده مي‌شود به‌نحوي که نانوذرات به مواد مورد نظر مي‌چسبند و از سوي ديگر اين مواد را به‌صورت حباب‌هاي هوا در مي‌آورند. در نهايت مواد مورد نظر را مي‌توان از سطح جمع‌آوري کرد.

 

رابرت پلتون و همکارانش مي‌گويند که اين شرکت از روشي موسوم به شناورسازي کف استفاده کرده که با اين کار 450 ميليون تن سنگ معدن را در سال مي‌توان فرآوري کرد. در اين روش جديد سنگ‌هاي معدني را شکسته و به ذرات بسيار ريزي در مي‌آورند. سپس اين ذرات را روي سطح آب شناور مي‌کنند. در نهايت ذرات ارزشمند را از سنگ‌ها جداسازي مي‌کنند. در اين سيستم، آب حاوي موادي است که مي‌تواند به ذرات مورد نظر بچسبد و موجب شود تا اين ذرات به شکل حباب در آيد. دليل تشکيل حباب، ايجاد نيروي دافعه ميان ذره و آب است. با تشکيل حباب، به‌راحتي مي‌توان آنها را از سطح آب جمع‌آوري کرد.

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD]

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD] [/TD]

[/TR]

[TR]

[/TR]

[TR]

[TD]

[/TD]

[/TR]

[TR]

[TD] در اين پروژه محققان ماده جديدي ارائه کردند که مي‌تواند موجب تشکيل حباب در سطح آب شود. اين ماده جديد نانوذراتي با قابليت طرد مولکول‌هاي آب است. در تست‌هاي آزمايشگاهي، اين گروه تحقيقاتي به‌جاي ذرات معدني از دانه‌هاي شيشه استفاده کردند. نتايج کار محققان نشان داد که نانوذرات به دانه‌هاي شيشه چسبيده و آنها را با بهره تقريبا 100 درصد شناور کردند.

 

در اين پروژه براي اولين بار نشان داده شده که نانوذرات آب‌گريز مي‌توانند به ذرات بزرگتر چسبيده و ورود آنها را به حباب‌ها تسهيل کنند. نانوذرات کاتيوني به‌کار رفته در اين پروژه از جنس پلي استايرن بوده که ابعاد 46 نانومتري داشتند درحالي که دانه‌هاي شيشه 43 ميکرومتري بودند. در نهايت اين نانوذرات توانستند تمام دانه‌هاي شيشه را از آب جدا کنند. درصورتي که 5 درصد از سطح دانه‌ها با نانوذرات پوشيده شود آنگاه فرآيند زدايش دانه‌هاي شيشه به حداکثر مقدار خود مي‌رسد. ماکزيمم مقدار انرژي مورد نياز جهت زدودن دانه‌هاي شيشه از حباب‌ها توسط ميکروماشين اندازه‌گيري شد. اين نيرو 1.9 ميکرونيوتن براي دانه‌هاي شيشه داراي روکش نانوذره‌اي بود. اين در حالي است که براي دانه‌هاي فاقد روکش اين نيرو 0.0086 ميکرو نيوتن است. براي يافتن نحوه محاسبه نيروي مورد نياز از مدل‌سازي استفاده شد.

 

نتايج اين کار در نشريه ACS journal Langmuir به چاپ رسيده است.

 

[/TD]

[/TR]

[/TABLE]

[Alireza Hashemi 33392]

طبق تحقيقات دانشمندان كره‌اي، كامپوزيت اكسيد گرافن و اكسيد آهن قادر به جدا ساختن آرسنيك از آب آشاميدني هستند. اين كامپوزيت را مي‌توان در آب‌هاي جاري مورد استفاده قرار داد. به گزارش خبرگزاري فارس به نقل از سايت اطلاع‌رساني ستاد توسعه فناوري نانو، آرسنيك به‌عنوان كي از معضلات بزرگ در كشورهاي جنوب آسيا و شرق آمريكا، از جمله عناصر سمي‌اي است كه در صورت وجود در آب آشاميدني آن را آلوده مي‌كند و نوشيدن چنين آبي منجر به بيماري‌هاي مزمن و مرگ مي‌شود.

منشأ آرسنيك سنگ‌هايي غني از اين عنصر در بستر رودخانه‌هاست. در كشورهايي نظير بنگلادش معضل آلودگي آرسنيك به‌صورت يك اپيدمي درآمده‌است، اين ماده را مي‌توان با كربن فعال يا رسوب بر اكسيد آهن از آب زدود؛ اما اين روش در مورد آب‌هاي جاري قابل اجرا نيست، زيرا ذرات ريز اكسيد آهن در مجاورت اتمسفر، اكسيد مي‌شوند. براي حل اين مشكل، محققان از كامپوزيت كردن اكسيد آهن با نانولوله‌هاي كربني و اكسيد گرافن استفاده كردند.

پژوهشگران دانشگاه پوهانگ كامپوزيتي از اكسيد آهن و اكسيد گرافن احياشده سنتز كردند كه در دماي اتاق داراي خواص سوپرپارامغناطيسي است. اين كامپوزيت مي‌تواند تا 99.9 درصد آرسنيك را از آب بزدايد و غلظت آن را به زير يك ppb برساند. پس از جذب آرسنيك به‌وسيله‌ي كامپوزيت، با استفاده از يك ميدان مغناطيسي با قدرت 20 ميلي‌تسلا، كامپوزيت در كمتر از يك دقيقه از آب جدا مي‌شود. اين كامپوزيت در زدودن آرسنيك و فلزات بسيار سنگين ايده‌آل است. حضور گرافن در ميان ذرات اكسيد آهن، تعداد سايت‌هاي جذب‌كننده‌ي آرسنيك را افزايش مي‌دهد. اين كامپوزيت مي‌تواند آرسنيك 3 و 5 ظرفيتي را به‌شدت جذب كند، از سوي ديگر اكسيد گرافن احياشده در اين كامپوزيت، پايداري اكسيد آهن را افزايش مي‌دهد؛ به‌طوري كه مي‌توان از آن در سيستم‌هاي آب جاري در طولاني‌مدت استفاده كرد. براي توليد اين كامپوزيت، ابتدا اكسيد گرافن را با روش هامر سنتز كردند، سپس آن را ورقه‌ورقه كرده، درون آب ديسپرس كردند. در گام بعد محلولي حاوي Fecl3 و Fecl2 به آهستگي به آن اضافه شد و پس از آن، براي رسوب آهن دو و سه ظرفيتي و تشكيل نانوذرات اكسيد آهن، آمونياك به محلول اضافه گرديد. براي احياي اكسيد گرافن از هيدرات هيدرازين استفاده شد. محلول تيره‌رنگ ***** و پس از شستشو با آب و اتانل در خلأ خشك مي‌شود. اين گروه همينك به دنبال روش‌هاي سنتز گرافن در مقياس بالا هستند. نتايج اين تحقيق در نشريه‌ي ACS Nano به چاپ رسيده‌است.