نقش جاذب کربن فعال در فرآیند جذب سطحی:
فرآيند جذب سطحي (Adsorption) امروزه به عنوان یکی از تكنيک های جداسازی در صنایع مختلف و همچنین بهبود كيفيت محصولات به شمار می‌آید. فرآیند جذب سطحی دارای انعطاف‌پذیری در طراحی و بهره‌برداری بوده و یک جریان خروجی تصفیه شده با کیفیت بالا تولید می‌کند. به علاوه، از آن جایی‌که جذب سطحی در برخی موارد برگشت‌پذیر است، جاذبها را می‌توان با استفاده از فرآیندهای احیا مناسب، بازسازی نمود. به همین دلیل در بیشتر موارد استفاده از فرآیند جذب، روشی اقتصادی به شمار می‌آید.
مهم‌ترین بخش فرآیند جداسازی طی فرآیند جذب، جاذب است. تا کنون جاذب‌های با ماهیت‌های مختلف در فرآیندهای گوناگون به کار برده شده‌اند. از جمله جاذب‌هایی که در چند سال اخیر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران واقع شده است استفاده از جاذب گیاهی در فرآیند جذب است. از جمله این جاذب‌های می‌توان به چیتوسان، ژئوتیت، سیلیکاژل و گل قرمز اشاره کرد. در برخی از مطالعات از محصولات کشاورزی یا ضایعات محصولات کشاورزی و جنگلی نیز به عنوان جاذب استفاده شده است. از جمله این جاذبها می‌توان به شلتوک برنج، پوسته‌های گیاهی، ساقه‌های گیاهی، چوب درخت بلوط و ضایعات نارگیل اشاره کرد.
مهم‌ترین مزیت استفاده از این نوع جاذبها در حذف رنگ از پساب‌های صنعتی، پایین بودن هزینه‌های استفاده از این نوع جاذبها است. در واقع به دلیل فراوانی بیوجاذبها در طبیعت و ضایعات صنایع مختلف، این مواد ارزان قیمت می‌باشند. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از این جاذبها در مقایسه با روشهای متداول حذف آلاینده‌ها، 20% هزینه های سرمایه‌گذاری، 36% هزینه های بهره‌برداری و %28 هزینه های کل فرآیند تصفیه پساب را کاهش می‌دهد. از دیگر مزایا استفاده از جاذب‌های گیاهی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- قابلیت احیای جاذب
- بالا بودن سرعت فرآیند
- عدم تولید لجن زیاد
- درجه تصفیه بالا
- طراحي آسان
- سهولت در امر بهره برداري
- عدم حساسيت نسبت به مواد سمي
در میان جاذب‌های متداول در فرآیندهای جذب که امروزه استفاده از آن‌ها بسیار متداول است می‌توان به کربن فعال اشاره کرد. کربن فعال به عنوان یک جاذب داراي کاربردهاي مهم و حیاتی می‌باشد. این ماده از پیرولیز مواد گیاهی حاوي کربن تولید می‌شود و تحت عملیات فعالسازي قرار می‌گیرد. با توجه به نوع مواد خام مصرفی، کربن‌هاي فعال داراي اندازه منافذ و شکل‌هاي متفاوت هستند و از طرفی با توجه به توزیع اندازه منافذ، داراي کاربردهاي گسترده و ویژه‌اي می‌باشند.کربن‌هاي فعال به دلیل ویژگی‌هاي منحصر به فرد و همچنین قیمت پایین درمقایسه با جاذب‌هاي غیرآلی مانند زئولیت از اهمیت ویژه‌اي برخوردار می‌باشند. مهم‌ترین مشخصه‌های کربن فعال که باعث کاربرد گسترده آن شده است عبارتند از:
- سطح ویژه بالا
- ساختار منفذي
- ظرفیت جذب بالا
- قابلیت فعالسازي مجدد سطح
- توانایی بالای جداسازي بو، رنگ و مزه‌هاي غیردلخواه از پساب‌های خانگی و صنعتی
هر چند تعاریف متعددی برای کربن فعال در مراجع مختلف ارائه شده‌است اما به طور کلی می‌توان گفت کربن فعال یک شبکه پیچیده از لایه‌هاي نا منظم کربن است. با استفاده از الگوهاي اشعه‌ي ایکس مشخص می‌شود که کربن فعال غیر گرافیتی یا بی شکل است. این خاصیت کربن فعال، باعث می‌شود سطح ویژه این جاذب بسیار زیاد باشد. در حالت طبیعی، کربن فعال داراي سطحی غیر قطبی است اما هنگام تولید کربن فعال، برهمکنش سطح آن با اکسیژن، نواحی کوچکی روي سطح ایجاد می‌کند که به مقدار خیلی کمی قطبی است.
این امر باعث آبگریزی کربن فعال می‌گردد و همین مشخصه باعث می‌شود بتوان از کربن فعال براي جذب گازها در حضور رطوبت استفاده کرد. کربن‌هاي فعال تجاري از مواد آلی غنی از کربن، زغال سنگ، چوب، پوست برخی دانه‌ها مثل فندق، بادام و نارگیل تهیه می‌گردد. با توجه به ماهیت فرآیند جذب مورد نظر براي استفاده‌هاي خاص و متفاوت، کربن فعال به سه صورت زیرطبقه‌بندی می‌شود:
- پودري
- گرانولی
- شکل‌دار
کربن فعال به دلیل انتخاب پذیری بالای آن نسبت به طلا، شستشوی آسان و بزرگی اندازه ذرات آن برای بازیابی طلا از محلول‌های سیانیدی استفاده می‌شود. از جمله دیگر کاربردهای این ماده می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- استفاده در معادن طلا
- حذف کلر از آب
- ساخت کاتالیزورها
- حامل زیست توده
- حامل مواد شیمیایی
شرکت راینه داران در راستای تامین مواد شیمیایی مورد نیاز معادن، امکان خرید و فروش مواد شیمیایی مورد استفاده در این حوزه را دارا می باشد.