ارزيابي قابليت مدل مكانيسمي تبادل كاتيوني در شبيه سازي همدماهاي جذب پتاسيم بر روي جاذب هاي معدني با استفاده از برنامه PHREEQC

Evaluating the ability of mechanistic cation exchange model to simulate potassium adsorption isotherms on mineral adsorbents using PHREEQC

از آنجا كه ضرايب توزيع بدست آمده از مدل­هاي تجربي به تركيب جاذب و محلول وابسته هستند، نمي توان از آنها براي شرايطي غير از آنچه كه تحت آن اندازه گيري شده اند، استفاده نمود. در مقابل، مدل­هاي ترموديناميكي تبادل كاتيوني و كمپلكس سطحي به دليل قابليت پيش­گويي دقيق گونه بندي فلزات با تغيير تركيب محلول، مزيت قابل توجهي نسبت به انواع تجربي و نيمه تجربي دارند. در اين مطالعه، توانايي مدل مكانيسمي تبادل كاتيوني به همراه ضرايب ترموديناميكي گينز و توماس در شبيه سازي همدماهاي جذب پتاسيم بر روي سه جاذب معدني شامل بنتونيت، كائولينيت و زئوليت اشباع شده با كلسيم در سه سيستم دو كاتيوني، چهار كاتيوني و رقابتي با استفاده از برنامه ژئوشيميايي PHREEQC مورد بررسي قرار گرفت. ارزيابي گرافيكي و آماري نشان داد كه ضرايب ترموديناميكي مورد استفاده در مدل تبادل كاتيوني به خوبي توانستند همدماهاي جذب پتاسيم را در سه سيستم شبيه سازي نمايند.

Because partition coefficients obtained from empirical models depend on solution and solid composition, they cannot be utilized beyond the conditions for which they are measured. In contrast, thermodynamically-based cation exchange and surface complexation models have a significant benefit over empirical or semi-empirical models because of their accurate prediction of metal speciation under changing solution compositions. In this study, the ability of mechanistic cation exchange model along with Gaines-Thomas selectivity coefficients to simulate potassium adsorption isotherms on three mineral adsorbents including bentonite, kaolinite, and zeolite saturated with calcium in binary K-Ca, quaternary K-Ca-Mg-Na, and competitive K-Ca-Mg-Na systems was evaluated. For this purpose, the geochemical PHREEQC program was used. The graphical and statistical evaluation indicated that the thermodynamic selectivity coefficients used in cation exchange model could successfully simulate potassium adsorption isotherms in three systems.