अवक्षेपण और झाग प्लवन पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव
सल्फ्यूरिक अम्ल के अत्यधिक उपयोग के कारण औद्योगिक अपशिष्ट जल प्रायः अत्यधिक अम्लीय हो जाता है। भारी धातुओं वाले अम्लीकृत अपशिष्ट जल का उपचार सामान्यतः स्कंदन और ऊर्णन के बाद रासायनिक अवक्षेपण द्वारा किया जाता है। प्लवन से पहले अल्ट्रासोनिक अनुकूलन से अवक्षेपण के दौरान बने जिंक हाइड्रॉक्साइड के ऊर्णन में उल्लेखनीय सुधार हुआ। इसके अतिरिक्त, सोनिकेशन ने जिप्सम कणों की सतहों से जिंक हाइड्रॉक्साइड को यांत्रिक रूप से हटाने में भी सहायता की।
झाग प्लवन और अल्ट्रासोनिक अनुकूलन
महीन कण प्लवन में विशेष समस्याएँ उत्पन्न करते हैं। कणों का आकार एक निश्चित क्रांतिक आकार से नीचे होने पर पुनर्प्राप्ति अक्सर घट जाती है। Gaudin और सहकर्मियों (1931) के प्रारंभिक कार्य से पता चला कि तांबे, जिंक और सीसे के सल्फाइड खनिजों की पुनर्प्राप्ति 10–100 µm के कण आकार की सीमा में अधिकतम, > 95% होती है, लेकिन 10 µm से नीचे पुनर्प्राप्ति घटकर 70–85% की सीमा में आ जाती है। Trahar और Warren (1976) ने सामान्य प्रायोगिक परिस्थितियों में प्रायः प्लवन द्वारा अलग किए जाने वाले अनेक खनिजों के लिए अधिकतम पुनर्प्राप्ति की प्रेक्षित आकार सीमाओं का सार प्रस्तुत किया है। कई मामलों में परिस्थितियों में बदलाव तथा रासायनिक और भौतिक मापदंडों के विवेकपूर्ण समायोजन द्वारा इन आकार सीमाओं का विस्तार किया गया है।
सोनिकेशन अम्लीय खदान जल निकास और अन्य धातुयुक्त बहिःस्रावों से लोहा, जिंक और तांबा जैसी भारी धातुओं को हटाने के लिए एक सफल पूर्व-उपचार है।
अल्ट्रासोनिक अवक्षेपण
खनिजों से अशुद्धियाँ हटाने के लिए उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अध्ययनों से पता चला है कि सोनिकेशन हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपों से जिंक को हटाने के साथ-साथ घुलित वायु प्लवन द्वारा जिंक हाइड्रॉक्साइड और जिप्सम अवक्षेपों के पृथक्करण को भी बढ़ावा देता है। प्लवन में कैल्शियम ऑक्साइड खनिजों के लिए अवनमक के रूप में कार्बोक्सी-मिथाइल सेल्यूलोज (CMC) का उपयोग करते हुए, शोध ने सिद्ध किया है कि सोनिकेशन जिप्सम कणों की सतह से जिंक हाइड्रॉक्साइड को यांत्रिक रूप से हटाने में सुधार करता है।
अध्ययन में प्रयुक्त विलयन में समय के साथ तांबे को हटाने की तुलना – अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार और Denver सेल के संयोजन, केवल Denver सेल, तथा अल्ट्रासाउंड और Denver प्लवन सेल के एकसाथ उपयोग के बीच। (Ishak & Rowson 2009)
UIP4000hdT – 4 kW उच्च शक्ति वाला अल्ट्रासोनिकेटर
प्लवन पर अल्ट्रासोनिक प्रभाव
Ishak और Rowson (2009) ने दिखाया कि प्लवन प्रणाली के साथ संयोजित किए जाने पर अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार अम्लीय खदान जल निकास से भारी धातुओं (अर्थात् लोहा, जिंक और तांबा) को हटाने में वृद्धि करता है। अध्ययन में Denver प्लवन सेल का उपयोग किया गया। उन्होंने पाया कि अल्ट्रासोनिक उपचार के प्रारंभिक चरण में, यानी प्लवन समय के पहले 2 मिनट के दौरान, सोनिकेशन सबसे अधिक प्रभावी होता है और बेहतर प्लवन के लिए सर्वोत्तम परिणाम देता है। उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासाउंड और Denver प्लवन सेल के संयुक्त उपचार से, केवल Denver सेल की तुलना में हटाने में 3% तक का अंतर प्राप्त हुआ। धातु के अवक्षेपण के लिए सही pH और उपयुक्त झागकारक की इष्टतम मात्रा, अल्ट्रासोनिक रूप से संवर्धित प्लवन प्रक्रिया की सफलता में योगदान देने वाले अन्य प्रमुख कारक हैं।
अध्ययन में प्रयुक्त विलयन में समय के साथ लोहे (Fe) को हटाने की तुलना – अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार और Denver सेल के संयोजन, केवल Denver सेल, तथा अल्ट्रासाउंड और Denver प्लवन सेल के एकसाथ उपयोग के बीच। (Ishak & Rowson 2009)
अध्ययन में प्रयुक्त विलयन में समय के साथ जिंक (Zn) को हटाने की तुलना – अल्ट्रासोनिक पूर्व-उपचार और Denver सेल के संयोजन, केवल Denver सेल, तथा अल्ट्रासाउंड और Denver प्लवन सेल के एकसाथ उपयोग के बीच। (Ishak & Rowson 2009)
उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर
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नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | इन उपकरणों का समूह: UIP16000 |
उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र – प्रयोगशाला से पायलट और औद्योगिक पैमाने तक।
साहित्य/संदर्भ
- Ahmad, I., Hartge, EU., Werther, J. et al. (2016): Ultrasonic processing of bauxite ore to estimate its washing potential. Journal of Mineral Science 52, 2016. 201–206.
- Ishak, Wan M.F.; Rowson, N.A. (2009): The Effect of Ultrasound Pre-Treatment on Froth Flotation Performance. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol.3, No.6, 2009.