Mekanisme dan Kegiatan Penghapusan Manganese Greensands pada Asam Tambang

Mayoritas literatur saat ini seputar penghilangan greensand Mn(II) berfokus pada regenerasi berkelanjutan. Sementara regenerasi berkelanjutan menyediakan metode yang kuat untuk penghilangan Mn(II) skala industri dan percontohan, dosis in-line bertanggung jawab atas sebagian besar penghilangan Mn(II) dan bukan lapisan greensand.

Sebagai alternatif, pada tingkat akademis, regenerasi intermiten akan memungkinkan perbandingan langsung antara media greensand yang berbeda dan memungkinkan studi terperinci tentang mekanisme oksidasi.

Kinerja Penghapusan Mangan Greensands

Penghapusan mangan (II) dari air minum atau air tanah menggunakan greensands sebagian besar telah dipelajari dalam literatur. Penelitian Kim dan Jung (2008) mengolah air tanah dengan konsentrasi Mn(II) 0,204 mg/L menggunakan pasir berlapis mangan oksida komersial (MOCS). Hasilnya menunjukkan bahwa

 MOCS mencapai persentase penyisihan yang lebih tinggi (>99%) bila dibandingkan dengan pasir dan karbon aktif granular (GAC) (masing-masing 65,7 dan 16,5%). Bekerja oleh Jia et al. (2014) mendukung efisiensi penyisihan MOCS yang tinggi untuk Mn(II) ketika para peneliti berhasil mengolah air tanah berduri Mn(II) menggunakan MOCS sintetis.

Hasil menunjukkan MOCS memfasilitasi penghilangan Mn(II) yang efektif dari konsentrasi masuk ~1,2 mg/L menjadi <0,1mg/L; penurunan efikasi penghilangan dilaporkan berkorelasi dengan waktu retensi hidrolik yang lebih rendah. Kedua studi ini mengoperasikan media MOCS dengan oksidan masuk (klorin bebas pada 1,0 mg/L, dan oksigen terlarut pada 5,5-6,5 mg/L, masing-masing).

Piispanen dan Sallanko (2010) melakukan penelitian serupa dengan Kim dan Jung (2008) [6], tetapi mereka juga mempelajari pengaruh dosis oksidan masuk (sebagai klorin bebas). Para peneliti mempelajari pengaruh penambahan MOCS komersial di atas lapisan kolom pengolahan air pasir/antrasit yang ada.

Studi tersebut melaporkan bahwa menambahkan MOCS ke sistem pengobatan secara signifikan meningkatkan penyisihan Mn(II) (dari 5% menjadi >98% penyisihan). Juga dicatat bahwa konsentrasi oksigen terlarut air masuk rata-rata adalah 11,9 mg/L.

Dosis unggun filter tertutup MOCS dengan klorin bebas terbukti memiliki dampak minimal pada penghilangan Mn(II), tetapi dilaporkan secara negatif mengganggu penghilangan amonium bakteri. Dalam hal penghilangan Mn(II), tidak adanya efek dosis klorin bebas yang diamati kemungkinan karena adanya oksigen terlarut dalam aliran masuk.

Knocke dkk. adalah peneliti terkemuka di bidang mangan greensands dan telah menerbitkan banyak karya mengenai kinerja dan mekanisme penyisihan Mn(II) menggunakan greensands, dan presipitasi oksidatif.

Temuan penelitian utama sehubungan dengan operasi greensands telah menunjukkan bahwa:

- Penyisihan Mn(II) berkurang pada suhu operasi di bawah 14°C;

- Penyisihan Mn(II) meningkat pada pH basa dibandingkan dengan pH sedikit asam, karena kondisi adsorpsi yang menguntungkan pada pH basa;

- Greensand yang diregenerasi secara terus menerus yang dioperasikan melalui mekanisme adsorpsi-oksidasi;

- Dan, dosis klorin bebas dari aliran air masuk meningkatkan penghilangan Mn(II), yang diduga disebabkan oleh oksidasi Mn(II) yang teradsorpsi.

Telah diketahui dengan baik bahwa greensands adalah media penyisihan Mn(II) yang efektif untuk air tanah, terutama bila dioperasikan dalam kondisi optimal. Namun, tantangan nyata dalam literatur adalah bahwa beberapa studi secara langsung membandingkan jenis/pabrikan greensand yang berbeda untuk penghilangan Mn(II).

Selain itu, ada kesenjangan besar dalam literatur yang berkaitan dengan jenis air yang diolah. Hampir semua artikel yang berkaitan dengan penghilangan Mn(II) berada dalam konteks pengolahan air tanah atau air minum yang secara inheren mengandung kontaminasi Mn(II) di bawah 1ppm.

Sangat sedikit studi literatur tentang greensand untuk mengolah air dengan kontaminasi Mn(II) yang signifikan, seperti AMD (Acid Mine Drainage); pengecualian terkait adalah pekerjaan yang diselesaikan oleh Aguiar et al. (2013) dibahas sebelumnya, meskipun tidak sepenuhnya bahan greensand.

Aplikasi Pasir Mangan Greensand

Namun, peneliti lain telah menyelidiki penerapan greensands non-komersial (media berlapis mangan oksida) untuk menghilangkan kontaminan lain yang terkait dengan AMD (seperti tembaga, timbal, nikel, kobalt, dan arsenik).

Banyak karya Han dan Zou et al. mempelajari greensand non-komersial untuk menghilangkan tembaga (Cu(II)) dan timbal (Pb(II)) dari larutan sintetis. Salah satu hasil kunci dari studi ini menemukan bahwa Cu(II) dan Pb(II) dapat berhasil diadsorpsi oleh MOCS, dimana kapasitas adsorpsi meningkat dengan pH; sesuai dengan perilaku adsorpsi Mn(II) yang dilaporkan oleh Knocke et al. (2010).

Selanjutnya, zeolit ​​berlapis oksida mangan (MOCZ) ditemukan untuk menghilangkan kedua logam berat dalam kolom unggun tetap, di mana MOCZ memiliki afinitas yang lebih tinggi untuk Pb(II) dibandingkan Cu(II). Seri selektivitas serupa juga diperoleh untuk MOCS saat dioperasikan dalam mode batch.

Studi lain oleh kelompok yang sama telah berfokus pada penghapusan uranium (VI) menggunakan MOCZ. Hasil oleh Zou dan Lei et al. (2009) menunjukkan bahwa pelapisan zeolit ​​dalam MnOx sangat meningkatkan kapasitas zeolit ​​dasar. Ini terutama disebabkan oleh muatan permukaan negatif MnOx, tetapi juga peningkatan luas permukaan MOCZ.

Para peneliti juga membandingkan hasil mereka dengan adsorben yang tersedia secara komersial untuk U(VI), yang menunjukkan bahwa MOCZ mengungguli beberapa adsorben umum seperti silika, alumina dan zeolit ​​alam; tetapi tidak dapat mencapai kapasitas resin penukar ion (Amberlite IR-118H), silika gel dan lempung bentonit.

Meskipun hasil yang menjanjikan untuk aplikasi MOCS yang lebih luas, studi ini hanya menggunakan larutan sintetis tanpa kontaminasi logam berat tambahan, atau kandungan alkali/basa tanah. Ko-kontaminan ini dapat mempengaruhi kapasitas atau rangkaian selektivitas MOCS untuk logam berat.

Menariknya, tidak ada dosis oksidan in-line yang diperlukan untuk percobaan penghilangan ini; yang juga menimbulkan pertanyaan apakah dosis in-line akan meningkatkan kinerja penghilangan MOCZ/MOCS untuk logam berat.

Mekanisme Oksidatif dan Karakterisasi Aktivitas

Greensand mangan dapat beroperasi dengan dua cara: regenerasi intermiten atau terus menerus. Knocke dkk. (1991) melaporkan bahwa greensand tanpa klorin bebas, menghilangkan Mn(II) hanya melalui adsorpsi; tidak ada bukti mekanisme auto-katalitik. Selama filtrasi, sedikit penurunan pH limbah dicatat, yang menunjukkan pelepasan H+ selama adsorpsi Mn(II).

Sebagai alternatif, regenerasi terus menerus ditemukan untuk meningkatkan kapasitas penyisihan Mn(II), yang dilaporkan disebabkan oleh klorin bebas yang mengoksidasi Mn(II) yang teradsorpsi menjadi Mn(IV). Hal ini, pada gilirannya, membuat Mn(II) yang teroksidasi menjadi situs baru untuk adsorpsi lebih lanjut.

Adsorpsi logam berat ke MnO2 dipelajari secara mendalam oleh Posselt et al. (1968). Secara khusus, Mn(II) terbukti mengikuti perilaku adsorpsi yang unik dimana rasio mol adsorbat:adsorben lebih besar bila dibandingkan dengan kation divalen lainnya/ Hal ini dilaporkan karena keseimbangan spesifik yang ada antara antarmuka permukaan/larutan (Persamaan 3-1).

Aktivasi mangan greensands, seperti disebutkan sebelumnya, memerlukan perlakuan awal dari unggun tetap dengan oksidan (biasanya pemutih atau KMnO4). Meskipun demikian, tidak ada literatur yang berkaitan dengan efek aktivasi pada kinerja penyisihan Mn(II), atau perilaku mekanistik greensands (yaitu, fase 'aktif' mangan greensands).

Kesenjangan yang berdekatan dalam pengetahuan yang disorot oleh Coffey et al. (1993) mengenai penyelidikan yang lebih dalam pada tahap awal adsorpsi Mn(II) (Persamaan 3-2) memang dipelajari oleh Cerrato et al. (2010) dan Cerrato et al. (2011). Kedua penyelidikan menggunakan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) untuk membantu menjelaskan nasib Mn(II) selama penyaringan greensand, khususnya proses redoks penyisihan Mn(II).

Cerrato dkk. (2010) studi menemukan bahwa media antrasit 'tua' (antrasit berlapis MnOx) memperoleh dua keadaan oksidasi Mn yang berbeda, satu terutama Mn(IV) dan media lainnya menjadi campuran Mn(II) dan Mn(IV). Perbedaan ini diduga karena variasi konsentrasi klorin bebas, dimana konsentrasi klorin yang lebih tinggi menghasilkan media dengan permukaan Mn(IV) yang dominan.

Menyelidiki fenomena ini lebih lanjut, Cerrato et al. (2011) kemudian mempelajari mekanisme penyisihan Mn(II) dalam sistem yang diregenerasi secara terus menerus baik dengan adanya dan tidak adanya klorin bebas. Sekali lagi, menggunakan analisis antrasit berlapis MnOx dan XPS, tanpa adanya klorin bebas, permukaan media didominasi Mn(IV), tetapi dengan kontribusi spektral Mn(II).

Mn(III) juga terdeteksi dalam spektrum yang diduga terbentuk dari oksidasi heterogen Mn(II) menjadi Mn(III) pada antrasit berlapis MnOx oleh oksigen terlarut. Atau, dengan adanya klorin, Mn(IV) sekali lagi merupakan keadaan oksidasi yang dominan, dengan Mn(II) yang tidak terdeteksi pada permukaan media. Hal ini menunjukkan bahwa klor bebas mengoksidasi Mn(II) yang teradsorpsi menjadi Mn(IV); sesuai dengan penelitian sebelumnya yang dibahas.

Terlepas dari kemajuan penting yang dibuat pada pertimbangan mekanistik penghilangan Mn(II) menggunakan greensands, studi ini hanya melihat regenerasi berkelanjutan. Selain itu, dampak aktivasi media tidak dipelajari.

Masih ada kesenjangan besar dalam literatur mengenai mekanisme dan dampak aktivasi greensand pada kinerja penyisihan Mn(II); fenomena terbaik dipelajari menggunakan regenerasi intermiten. Keterbatasan spesifik dari mekanisme saat ini dalam literatur (Persamaan 3-2 dan 3-3) untuk regenerasi intermiten adalah bahwa tidak ada oksidan yang digunakan bersama dengan influen pengobatan; rendering Persamaan 3-3 tidak tepat.

Regenerasi terus-menerus, meskipun secara luas sesuai dalam aplikasi industri, adalah metodologi yang buruk untuk melihat mekanisme fundamental yang memberi greensands aktivitas mereka. Klorin bebas dalam aliran filter yang diregenerasi secara terus-menerus pada dasarnya menutupi mekanisme aktif media greensand yang ada. Untuk mendapatkan wawasan tentang mekanisme penghilangan mendasar dari media greensand, studi regenerasi intermiten harus digunakan.

Distributor Pasir Manganese Untuk Berbagai Aplikasi Dan Industri

Pasir manganese memiliki banyak sekali manfaat terutama pada sektor pembersihan, penyaringan dan pemurnian air dari berbagai kontaminan yang tidak sehat. Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan pasir manganese untuk filter air atau water treatment, kami siap membantu. Ady Water jual pasir manganese dengan kemasan 50 KG per karung.

Kami juga sudah suplai pasir manganese ke berbagai perusahaan. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Jual Pasir Manganese Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Filter Air Manganese Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Manganese Greensand Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan pasir manganese baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar pasir manganese, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk pasir manganese sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan pasir manganese terbaik. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.