EFFECT OF DIFFERENT TREATMENTS ON SWELLING OF CERTAIN EGYPTIAN NATURAL SEDIMENTS AND THEIR LOADING WITH Fe AND Cu NUTRIENTS *
ABDEL-RAZEK, N.A.(1), HEGAZY, A.I.(2) and EL-KELESH, N.A.(3)
(1) Agriculture
Research Station, Bahtim, (2) Soil Science Dept., Faculty of Agriculture,
Ain Shams University and (3) National Centre for Radiation
Research and Technology Center, Atomic Energy Authority, Egypt.
Key words:
Bentonite, Vermiculite, Rock phosphate,
Swelling, Fe and Cu adsorption.
تأثير المعاملات المختلفة على انتفاخ بعض الرواسب الطبيعية المصرية
وتحميلها بعناصر الحديد والنحاس المغذية
نعيمة عبد الفتاح عبد الرازق و عبد الصمد اسماعيل حجازى و نبيل القلش
خلاصـــة
تناول هذا البحث عدد من الرواسب الطبيعية وهى البنتونيت، الفيرميكيوليت وصخر الفوسفات وتم معالجتهم باستخدام عناصر انتقالية ثقيلة ممثلة بايونى النحاس والحديد وذلك خلال تحميل هذه العناصر على الرواسب المستخدمة. تم أيضاً دراسة الخواص السلوكية لها من حيث الدرجة الانتفاخية فى الماء مع تتبع ادمصاص وتيسر العناصر تحت الدراسة.
دلت النتائج على إن البنتونيت كان أفضل هذه الرواسب بينما صخر الفوسفات كان أقلها فى الدرجة والذى يكون راجعاً للتفاوت فى التركيب الكيميائى والمنرالوجى لكل من هذه الرواسب. لوحظ أيضا قدرة تحميل هذه الرواسب بأيونات العناصر الإنتقالية المذكورة بحيث كانت ايونات النحاس لها قدرة اكبر لنوعين من الادمصاص إحداهما فيزيائى (يتكون من طبقات متعاقبة على سطح الرواسب) بينما الثانى هو ادمصاص كيميائى (تم عن طريق مركبات مخلبية) بحيث كانت رواسب البنتونيت أكثر قدرة على هذا الادمصاص مقارنة بالرواسب الأخرى, أوضحت الدراسة أيضاً اتجاه أيونات النحاس للادمصاص أكثر من ايونات الحديد. وبدراسة العوامل المؤثرة على عملية الادمصاص مثل التركيز ودرجة التأين الهيدروجينى, وجد أن تلك الرواسب لها حساسية عالية لادمصاص عناصر عند درجة تأين هيدروجينى تقترب من 5 وبزيادة تركيز الايونات تزداد عملية الادمصاص بصفة عامة معتمدة فى ذلك على نوع الرواسب. تم أخيراً دراسة انطلاق تلك الايونات من الرواسب المذكورة حيث وجد أن انطلاق الحديد كان أكثر فاعلية مقارنة بعنصر النحاس بحيث وصل الانطلاق لأقصاه عند درجة تأين هيدروجينى 7-8 وكانت قدرة انطلاق هذه العناصر من البنتونيت أعلى من الرواسب الأخرى. وجدير بالإشارة أن الانطلاق كان سريعا حتى 5 ساعات الأولى متوقفاً على نوع الرواسب تحت الدراسة.
ABSTRACT
Three natural sediments; bentonite, vermiculite and rock phosphate, were collected from Egyptian desert areas, by El-Ihram Mining Com., and their structures were studied using both infra red spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction pattern (XRD). Behavior of these sediments in water was evaluated through evaluation for responses techniques of swelling to certain factors including time, temperature and pH of the medium. Water diffusion into the sediment network based on Fickian rule was also determined according to the value of Fickian constant "n". The data showed non-Fickian type as "n" value ranged between 0.7 and 0.9 for the three sediments. The results showed also that the swelling percent was increased with increasing the time of swelling as well as the other factors pH and temperature. The three sediments were chemically treated by loading with some nutrients considered to be heavy metal ions, i.e. Fe and Cu, Freundlish model being adopted. The adsorption capacity of the sediments was thought to be described as the ability and affinity under different concentrations of Fe and Cu ions and pH. The results showed that, the highest adsorption capacity was obtained by the bentonite sediment followed by vermiculite with the lowest one being the rock phosphate. Finally, the release of the concerned metal ions from the studied sediments was evaluated, responses to the time and pH of aqueous water being included; such release of the heavy metal ions was found to depend on the concerned sediments particularly its chemical and mineralogical structure.
