Sains Malaysiana 34(2): 97-105 (2005)

Pemendakan Logam Karbonat II: Kesan Kehadiran Ion Ferik

(Carbonate Metal Precipitation II: Effects Of the Presence Ferric Ions)

S. Rozaimah Sheikh Abdullah & Lim Sue Ann

Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses

Fakulti Kejuruteraan

Universiti Kebangsaan Malaysia

43600 UKM Bangi, Selangor, D.E. Malaysia

ABSTRAK

lonferik (Fe³⁺) wujud sebagai salah satu ion logam pencemar dalam air sisa dari industri besi keluli dan juga eletropenyaduran. Walaupun ia wujud sebagai logam pencemar, ion ferik mempunyai fungsi yang tersembunyi iaitu boleh bertindak sebagai penggumpal atau penjerap. Objektif utama kajian ini adalah untuk mengkaji kesan ion ferik ke atas kebolehlarutan logam dalam pemendakan karbonat air sisa logam bercampur. Berdasarkan keputusan yang diperolehi, kehadiran ion Fe³⁺ didapati berupaya meningkatkan kecekapan proses penyingkiran logam. Kebolehlarutan minimum setiap logam dalam air sisa logam bercampur dengan kehadiran ion Fe³+ adalah jauh lebih rendah berbanding dengan kebolehlarutan minimum setiap logam dalam sistem logam individu ataupun dalam campuran logam tanpa kehadiran ion Fe³⁺. Julat kebolehlarutan minimum untuk ion logam kromium, kuprum, nikel, plumbum dan zink yang disingkirkan secara bercampur dengan kehadiran ionferik masing-masing adalah 0.005-0.287 mg/L, 0.007-0.155 mg/L, 0.017-0.117 mg/L, 0.004-0.143 mg/L dan 0.030-0.135 mg/L. Namun begitu, julat pH optimum bagi proses penyingkiran semua logam dalam sistem air sisa logam bercampur dengan kehadiran ion Fe³⁺ tidak menunjukkan perbezaan yang ketara jika dibandingkan dengan julat pH optimum untuk proses penyingkiran logam tanpa kehadiran ion ferik. Julat pH optimum untuk pemendakan semua logam dalam air sisa logam bercampur secara serentak dengan kehadiran ion ferik adalah masih kekal pad julat pH 8.0 - 11.0. Selain itu, proses penyingkiran semua logam dalam sistem logam bercampur dengan kehadiran ion Fe³+ didapati bermula pada nilai pH yang lebih rendah berbanding dengan dalam sistem logam individu.

Kata kunci: logam berat, kebolehlarutan ion logam, pemendakan kimia, pemendakan karbonat, ionferik, penggumpalan, penjerapan.

ABSTRACT

Ferric ions (Fe³+) normally exist as one of metal pollutants in wastewater from steel-alloy and eloctroplating industries.. Although it exist as metal pollutant, ferric ion has its hidden role as a coagulant or absorbent. Hence, a study was carried out to investigate the presence effects of these ions on the metal ion solubility in carbonate precipitation of mixed metals. Based on the obtained results, the presence of ferric ions increased the efficiency removal of other metal. The minimum solubility of each metal in the mixture with the presence of the ferric ions was far lower than that in the individual system and also in the mixture without the presence of the ferric ions. The minimum solubility of chromium, copper, nickel, lead and zinc ion in the presence of ferric ions were found to be 0.005-0.287 mg/L, 0.007-0.155 mg/L, 0.017-0.117 mg/L, 0.004-0.143 mg/L dan 0.030-0.135 mg/L respectively. On other hand, there was no significant change in the range of optimum pH to remove all the metals simultaneously in the mixed metal in the presence of ferric ions. The optimum pH range was still at a pH range of 8.00-11.0. Despite that, the removal for all the metals was found to start at a pH lower than that in the individual systems as reported in the first article.

Keywords: heavy metals, metal ion solubility, chemical precipitation, carbonate precipitation, flocculation, adsorption.

RUJUKAN/REFERENCES

Bailar, J.C., Emeleus, H.J., Nyholm, S.R. & Trotman-Dickenson, A.F. 1973.  Comprehensive inorganic chemistry. Jil. Ke-3, Oxford: Pergamon Press.

Benefield, L.D., Judkins, J.F. & Weand, B.L. 1982. Process chemistry for water and wastewater treatment. New Jersey: Prentice Hall Inc.

Benjamin, M.M. 2002. Water chemistry. Boston: McGraw-Hill. JulieAnne Thoo Sue Ching, Pasilatun Adawiyah & Siti Rozaimah Sheikh Abdullah. 2002. Kajian pemendakan logam hidroksida dengan menggunakan natrium hidroksida. Pascasidang Kolokium Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Kebangsaan Malaysia, hlm. 13-20

Lee Ping Ping & Siti Rozaimah Sheikh Abdullah. 2001. Kajian kebolehlarutan hidroksida bagi logam Pb, Ni, Cu, Zn dan Cr. Pascasidang Kolokium Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Kebangsaan Malaysia, hlm. 119-125.

Macchi, G., Marani, D., Pagano, M. & Bagnuolo, G. 1996. A bench study on lead removal from battery manufacturing wastewater by carbonate precipitation. Wat. Res. 30(12): 3032-­3036.

Marani, D., Macchi, G. & Pagano, M. 1995. Lead precipitation in the presence of sulfate and carbonate: Testing of thermodynamic predictions. Wat. Res. 29(4): 1085-1092.

Metcalf & Eddy. 2003. Wastewater engineering treatment and reuse. Ed. ke-4. Boston: McGraw-Hill Book Co.

Patterson, J.W. 1982. Effect of carbonate ion in precipitation treatment of cadmium, copper, lead and zinc. Proceedings of the 36th Industrial Waste Conference Purdue University, him. 579-602.

Patterson, J.W., Scala, J.J. & Allen, H.E. 1977. Heavy metal treatment by carbonate precipitation. Proceedings of the 30th Industrial Waste Conference Purdue University, him. 32-150.

Scott, M.C. 1978. Sulfex^TM  - A new process technology for removal of heavy metals from waste streams. Proceedings of the 32^th Industrial Waste Conference Purdue University, hlm. 622-629

Siti Rozaimah Sheikh Abdullah, Hii Hiong Wei & Saleha Atan. 2004. Kesan Kehadiran Ion Ferum (III) dalam Pemendakan Hidroksida Logam . Jurnal Kejuruteraan 16.

Siti Rozaimah Sheikh Abdullah, Rakmi Abd. Rahman, Abu Bakar Mohamad, Mohd. Marzuki Mustafa & Abdul Amir Hassan Khadum. 1999. Removal of mixed heavy metals by hydroxide precipitation. Jurnal Kejuruteraan 11(2): 85-101.

Siti Rozaimah Sheikh Abdullah, Suhaini Sudin & Pasilatun Adawiyah. 2005. Kesan Pencampuran Logam dalam Pemendakan Hidroksida. Pascasidang Kolokium Jabatan Kejuruteraan Kimia dan Proses, Fakulti Kejuruteraan, Universiti Kebangsaan Malaysia (akan diterbitkan).

Wei, I.W. & Basu, S. 1990. Role of solid-liquid separation in the removal of zinc by chemical precipitation. Proceedings of the 44^th Industrial Waste Conference Purdue University, hlm. 631-635.