دراسة المخلفات الكبريتية في الشركة العامة لكبريت المشراق ومجال الاستفادة منها صناعياً

الباحث

سولاف سعد شريف يوسف

المشرف

مطيع عبيد عبدالله الجبوري - ثائر عبد هلو

الجامعة

جامعة الموصل

الكلية / القسم

كلية التربية للبنات / الكيمياء

الشهادة

ماجستير

السنة

2023

لغة الرسالة

عربي

الكلمات المفتاحية

المخلفات الكبريتية ; كبريت المشراق ; الاستخدام الصناعي ; البيئة

نظرا لما تشكله المخلفات الكبريتية الناجمة عن تنقية الكبريت المنجمي في حقل المشراق من مخاطر بيئية dea نتيجة لتراكمها Lie عقود وبكميات كبيرة تقارب المليوني طن لذا هدفت دراستنا الحالية للموضوع وتقسيمه على ADE اجزاء وكما يأتي: الجزء الاول: دراسة تفصيلية لمخلفات الطريقة الكيميائية لتنقية الكبريت المنجمي المعروفة ب (الفوم) ، إذ اتضح أنها تحوي نسبة عالية من الكبريت العنصري بلغت 89.60/ وزنا ، وأشارت دراسة هذه المخلفات بواسطة حيود الأشعة السينية KRD أن الكبريت العنصري ذو تركيب بلوري معيني Orthorhombic ، وتم استخلاص المواد الكاريوكبريتية والتي بلغت نسبتها 1.64/ وزناء ومن خلال دراستها بواسطة XRD تبين أنها ذات تركيب بلوري مشابه لتركيب الكرافيت المطعم بالكبريت، واتضح من خلال دراستها بواسطة المجهر الالكتروني الماسح SEM أنها متجمعة بهيئة كروية وذات تركيب نانوي وبلغ معدل الحجم الحبيبي (73.8-51.01 نانومتر) أما دراسة مطيافية تشتت الطاقة بالأشعة السينية EDS فأوضحت أن الكبريت والكاريون متأصران كيميائيا.ومما سبق تبرز الحاجة إلى إجراء معالجة لهذه المخلفات لغرض فصل الكبريت العنصري بنقاوة عالية عن المواد الكاريوكبريتية التي تشكل مستقبلا واعدا لها سيما في بطاريات الليثيوم - كبريتء لذا تم معالجة هذه الفضلات بطرائق ذات كلف قليلة لزيادة الجدوى الاقتصادية للموضوع. شملت معالجة حرارية بين (Po 130 - 190) ويزيادة 10 درجات مئوية لكل قراءة واتضح من خلال المعالجة زيادة في المحتوى الكاريوكبريتي للمخلفات المعالجة بزيادة درجة الحرارة وزيادة في الحجم الحبيبي ، إذ abe, إلى (106.72 نانومتر) aly يحدث تغيير في التركيب البلوري للمواد الكاريوكبريتية. كما تمت في الظروف نفسها معالجة هوائية حرارية واتضح أن هناك زيادة في المحتوى الكاريوكبريتي أكثر من المعالجة الحرارية ، وزيادة في الحجم الحبيبي بلغت ضعف الطريقة الحرارية(213.70 نانومتر) ولم يحدث تغيير في التركيب البلوري المشابه للكرافيت المطعم بالكبريت، وأخيرا أجريت عملية ترشيح شبه صناعي للمخلفات الكبريتية المعالجة ، إذ تم استرجاع 5 وزنا من الكبريت العنصري من كبريت الفوم وبلغت نقاوته 799.87 وزنا وذو مواصفة مطابقة للمواصفة القياسية العراقية 2199 لسنة 2002. الجزء الشاني: دراسة المخلفات الكبريتية الناجمة عن تنقية الكبريت المنجممي المعروفة ب (Blow Down) والتي بلغت نسبة الكبريت العنصري فيها 81.04/ وزناء ومحتواها من المواد الكاريوكبريتية بلغت 718.21 وتم استخدام نفس ظروف المعاملة لمخلفات الفوم ومعالجتها معالجة حرارية وهوائية حرارية ، وقد لوحظ زيادة في محتواها الكاريوكبريتي في المعالجة الحرارية ، وزيادة ثم انخفاض في حالة المعالجة الهوائية الحرارية نتيجة تفاعل الأوكسجين مع الكاريون. ونظرا للمحتوى العالي من المواد الكاريوكبريتية فقد تم تركيزها بواسطة ترشيح صناعي وازدادت نسبتها إلى 742 وزنا وتم استرجاع 58/ من الكبريت العنصري الذي يصلح لاستخدامات صناعية مختلفة. الجزء الثالث: نظرا لما اتسمت به المخلفات الكبريتية المركزة من محتوى عالي للكبريت والكاريون بلغت 55.68/ و26.02 وزنا على التوالي ولما للعنصرين من دور إيجابي في تحضير الكاريون المنشط ء فقد تم استخدامها بعد مزجها بمبروش الأنابيب المطاطية المستهلكة الضارة بيئيا التي لاتتحلل بايولوجيا وينسب )25¢15¢1065¢ 50 7( (مخلفات كبريتية: مبروش الأنابيب المطاطية ) وبأستخدام KOH كعامل تنشيط كيميائي، وكانت نتائج جيدة بالنسبة لامتزاز صبغة المثيلين واليود crabs (111 غم/ ملغم ) بالنسبة لنموذج BR2, و LN 764غم / ملغم بالنسبة BR3 على التوالي. وتم دراسة المساحة السطحية لنماذج الكاريون بواسطة BET وبلغت152.607 غم | م* بالنسبة لنموذج BRS ومن خلال تصنيف TUPAC تبين أن الايزوتيرم من نوع 11 أي أن الامتزاز يحدث على عدة مواقع في السطح كما لوحظ من حلقة التباطؤ الظاهرة من نوع (H3 Loop) وهذا يؤكد شكل المسام يشبه الألواح وأن الحجم المسامي أقل من 50 نانومتر إذ بلغ(39.31 نانومتر) وان الكاريون المحضر عبارة عن Bale مسامية من نوع .Mesopore. كما بينت دراسة الكاريون المنشط المحضر XRD أنه من النوع البلوري على الرغم من أن المخلفات المركزة تحتوي على مواد كاريونية ذات تركيب مزدوج من البلوري وغير البلوري.

Due to the environmental risks posed by the sulfuric residue resulting from sulfur purification in the Mishraq field, given its accumulation for decades and its large quantities of approximately 2 million tons, our current study aims to investigate this issue and divide it into three parts as follows: art 1: A detailed study of the chemical method residue for refining sulfur, known as "foam", revealed that it contains a high percentage of elemental sulfur reaching 89.60% by weight. XRD analysis of this residue showed that the sulfur has a specific crystal structure of Orthorhombic. The carbon-sulfur materials were extracted, with a percentage of 1.64% by weight, and XRD analysis showed that they have a crystal structure similar to that of sulfur-doped graphite. SEM analysis revealed that these materials are spherically shaped and have a nanocrystalline structure, with an average particle size range of (73.8-51.01 nm). EDS spectra confirmed that sulfur and carbon are chemically combined. Thus, there is a need for processing this residue to separate elemental sulfur with high purity from carbon-sulfur materials that have a promising future, especially in lithium-sulfur batteries. The residue was treated by low-cost methods, including thermal treatment between (190-130 Co) and an increase of 10 °C. The treatment resulted in an increase in the carbon-sulfur content of the treated residue with temperature increasing. The particle size increased up to (106.72 nm), with no change in the crystal structure of the carbon-sulfur materials. The same conditions were used for air treatment, leading to a higher carbon-sulfur content than thermal treatment and double the particle size (213.70 nm), with no change in the crystal structure, which is similar to sulfur-doped graphite. Finally, a semi-industrial filtration process was carried out for the treated sulfur residues, resulting in the recovery of 75% by weight of elemental sulfur from foam and having a purity of 99.87% and meeting the Iraqi Standard Specifications No. 2199 of 2002. Part 2: The study also investigated the sulfuric residue resulting from sulfur refinement in the Mishraq field, known as "Blow Down." This residue contained 81.04% by weight of elemental sulfur and 18.21% of carbon-sulfur materials. The same conditions were used for treating the foam residue, and the results showed an increase in the carbon- sulfur content in the thermal-treated residue and a decrease in the air- treated residue due to oxygen reacting with carbon. Due to the high carbon-sulfur content, it was concentrated by an industrial filtration process, with its percentage increasing to 42% by weight. 58% by weight of elemental sulfur was recovered, suitable for various industrial uses. Part 3: Sulfuric residue also contained high levels of sulfur and carbon, reaching 55.68% and 26.02% by weight, respectively. Because of the positive role of these elements in preparing activated carbon, they were mixed with residue rubber tubing, which is environmentally harmful and does not biodegrade, at proportions of (25, 15, 10, 5, 50%) sulfuric residues: residue rubber tubing, with KOH used as a chemical activation agent. Good results were obtained in terms of the adsorption of methylene blue and iodine, reaching (111 mg/g) for BR2 model and (764 mg/g) for BR3 model, respectively. The surface area of the carbon models was determined by BET, reaching 152.607 mg/g for BR5 model, and the IUPAC classification showed that the adsorption occurred on multiple sites, as evidenced by the H3 Loop. The pore size was found to be less than 50nm, reaching (39.31 nm). Moreover, XRD analysis of the activated carbon showed that it had a crystalline structure, although the concentrated residue contained carbon materials with both crystalline and non-crystalline structures

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب