Da dove viene il nichel?
Il nichel puro (Ni) è un metallo bianco-argento che raramente si trova puro in natura poichè si ossida a contatto con l’ossigeno. Il nichel puro si trova all’interno di grandi meteoriti composti da nichel-ferro, perchè non sono esposti all’ossigeno prima di entrare in contatto con l’atmosfera terrestre, o nelle rocce ultrafemiche.
Il nichel viene estratto principalmente da due gruppi di minerali. Il primo gruppo include le lateriti come la limonite (Fe,Ni)O(OH), una miscela nichel-ferrosa, o la garnierite, una miscela di vari silicati ricchi di nichel e nichel idrato. Nel secondo gruppo troviamo i minerali solforati in cui il minerale minerale principale è la pentlandite [(FeNi)₉S₈].
Tabella 1: Minerali di nichel più comuni
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Lateriti |
Minerali solforati |
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Limonite |
Garnierite |
Pentlandite |
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Il nichel metallico non reagisce con l’ossigeno presente in aria nell’ambiente. Il nichel metallico è utilizzato principalmente per la produzione di acciaio inossidabile e leghe di nichel. Il catione di nichel più comune è Ni²⁺ ma ci sono anche altri stati di ossidazione come Ni³, Ni ⁴⁺ prodotti per diverse applicazioni.
Come si presenta il nichel nelle acque sotterranee?
Il diagramma di Pourbaix o diagramma di potenziale/pH nella figura 1 del nichel mostra la speciazione del nichel nell’acqua. L’area tra le linee tratteggiate arancioni rappresenta la zona di stabilità dell’acqua. Il diagramma mostra che la speciazione del nichel nell’acqua è dominata dalla sua forma elementare cationica Ni²⁺.
Figura 1 Il diagramma di Pourbaix o potenziale/pH del nichel
La concentrazione di nichel (Ni²⁺) nell’acqua in natura è generalmente inferiore a 20 ppb (µg/l), tuttavia, in un’area contaminata, la concentrazione di nichel nelle acque sotterranee potrebbe essere superiore alle linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) di 70ppb (µg/l).
Come viene rimosso il nichel dalle acque sotterranee?
La forma elementare cationica del nichel (Ni²⁺) può essere efficacemente catturata e rimossa dalle acque sotterranee utilizzando una resina chelante selettiva con cationi acidi deboli (WAC) e con un gruppo iminodiacetico, come Resinex™ CH-23.
Figura 2: Una resina chelante selettiva con gruppo iminodiacetico
La capacità media di rimozione del nichel cationico (Ni²⁺) di Resinex™ CH-23 è di 20 g di Resinex™ CH-23 per litro di resina, ma è importante considerare la composizione dell’acqua da trattare. Spesso l’acqua contiene altri cationi che contribuiscono all’esaurimento del letto di resina; pertanto, raccondiamo sempre di contattare i nostri esperti tecnici che potranno assistere nel dimensionamento del sistema di rimozione dei metalli pesanti più adatto, poiché altri metalli possono influenzare la durata media stimata della resina.
Resinex™ CH-23 è una resina chelante che rimuove in modo efficiente anche altri cationi di metalli pesanti come, cadmio (Cd²⁺), rame (Cu²⁺), piombo (Pb²⁺), vanadio (Va²⁺) e zinco (Zn²⁺) nella loro forma cationica elementare.
Condizioni operative raccomandate per la rimozione del nichel (Ni²⁺)
La scelta delle condizioni di funzionamento di un sistema di rimozione del nichel dipende dai seguenti fattori:
- Il tempo minimo di contatto superficiale necessario per il corretto funzionamento
- Altre specie cationiche nell’acqua
- Durata del letto di resina desiderata
- Condizioni operative (continue, discontinue)
Il filtro mobile AquaFlow™ pùò essere impiegato per la rimozione del nichel (Ni²⁺) con un tempo di contatto superficiale di almeno sei minuti, ma di solito raccomandiamo di impiegare due filtri mobili AquaFlow™ in serie, ottenendo così una portata media di 10- 20 BV/h.
Come calcolare la rimozione del nichel (Ni²⁺) dalle acque sotterranee
Si ipotizzi una falda acquifera contaminata con 0,3 mg/l di nichel (Ni²⁺) da purificare avente le seguenti proprietà:
- Portata media di 30m³/h
- Funzionamento continuo 24/24 -7/7
Il carico annuale di nichel (Ni²⁺) viene quindi calcolato come segue:
- Concentrazione di nichel: 0,3mg/l = 0,3g/m³
- Volume annuale di nichel (Ni²⁺) nell’acqua freatica contaminata: 30m³/h x 8.600hpa= 258.000 m³
- Il carico annuale di nichel (Ni²⁺): 3g/m³ x 258,000m³= 77,400g = 77,4kg Ni²⁺
Ne risulta un carico medio di 20kg Ni²⁺/m³ per Resinex™ CH-23 ed un consumo stimato di circa 4m³ all’anno. Per ottenere la frequenza di scambio desiderata, Resinex CH-23 può essere utilizzata con il filtro mobile AquaFlow™, parte della nostra gamma di filtri mobili industriali.
Raccomandiamo di contattare i nostri esperti tecnici per il corretto dimensionamento del sistema di rimozione dei metalli pesanti, in quanto altri metalli possono influenzare la durata media stimata della resina.