3.1.1.1. Khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ của Florua
Để khảo sát thời gian cân bằng hấp phụ Florua trên Laterit thô, ta tiến hành hấp phụ 50ml florua có nồng độ ban đầu là 5mg/l trong 1g vật liệu Laterit thô. Tiến hành lắc và lấy mẫu đem phân tích tại các thời điểm 30, 60, 120, 240, 360, 480. Ta được kết quả như hình dưới:
Bảng 3.1. Thời gian cân bằng hấp phụ Florua bằng Laterit thô
STT t (phút) Co (mg/l) Ce (mg/l) q (mg/g) 1 30 5,2 2,4 0,14 2 60 5,2 1,2 0,20 3 120 5,2 0,4 0,24 4 240 5,2 0,2 0,25 5 360 5,2 0,4 0,24 6 480 5,2 0,4 0,24
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn thời gian cân bằng hấp phụ Florua của Laterit thô.
Qua đồ thị ta thấy trong 120 phút đầu tiên, tải trọng hấp phụ tăng dần theo thời gian và sau đó hầu như không tăng nữa, quá trình hấp phụđạt cân bằng. Do đó, các nghiên cứu quá trình hấp phụ Florua tiếp theo của vật liệu Laterit thô được tiến hành với thời gian là 120 phút.
3.1.1.2. Khảo sát tải trọng hấp phụ Florua cực đại của vật liệu thô
Khả năng hấp phụ của một chất rắn đối với một chất bị hấp phụ (chất tan) được đặc trưng bởi thế đẳng nhiệt hấp phụ. Hai mô hình đẳng nhiệt hấp phụ được sử dụng để mô tả quá trình này là hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và Freundlich. Bằng cách thay đổi nồng độ florua trong dung dịch hấp phụ từ 10 đến 100mg/l trong 1g vật liệu Laterit thô, tải trọng hấp phụ của vật liệu thô được xác định sau thời gian cân bằng 120 phút và biểu diễn dưới dạng các đại lượng Ce/qe, lnCe, lnqe để thiết lập phương trình dạng tuyến tính Langmuir và Freundlich. Các phương trình tuyến tính này được biểu diễn trên hình 3.4 và hình 3.5 với kết quả thu được biểu diễn trên bảng 3.4.
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát tải trọng hấp phụ F- của vật liệu laterit thô
C (mg/l) Ce (mg/l) qe (mg/g) Ce/qe lnCe Lnqe
10 5,36 0,23 23,10 1,67 -1,46 20 13,23 0,34 39,08 2,58 -1,08 30 21,12 0,44 47,56 3,05 -0,81 40 28,97 0,55 52,53 3,37 -0,59 50 36,75 0,66 55,47 3,60 -0,41 60 45,98 0,70 65,69 3,82 -0,35 70 55,45 0,72 76,22 4,01 -0,32 80 65,23 0,74 88,33 4,17 -0,30 90 70,44 0,98 72,02 4,25 -0,02 100 85,06 0,75 113,87 4,44 -0,29
Hình 3.2. Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của Laterit thô
Hình 3.3. Đường hấp phụ Freundlich của vật liệu Laterit thô
Từ phương trình dạng tuyến tính của mô hình Langmuir, ta tính được tải trọng hấp phụ cực đại của vật liệu thô đối với Florua là:
qmax= 1/0,947=1,05(mg/g)
Các hệ số của phương trình Freundlich đối với vật liệu thô cũng xác định được là Kf=0,101 và 1/n=0,49.
Với hệ số hồi quy R2 của hai phương trình tuyến tính Langmuir và Freundlich thu được lần lượt là 0,9173 và 0,947 cho thấy mô hình hấp phụ đẳng nhiệt Freundlich thích hợp hơn mô hình Langmuir khi mô tả quá trình hấp phụ Florua trên vật liệu Laterit thô. Điều này có thể giải thích là do vật liệu Laterit có
các tâm hấp phụ khác nhau hoặc do hỗn hợp không đồng nhất của một số khoáng chất trong vật liệu Laterit có ái lực khác nhau với ion F-, các ion F- hấp phụ đa lớp lên trên bề mặt Laterit, có sự tương tác qua lại giữa các phân tử chất bị hấp phụ.