مبانی نظری و پیشینه پژوهشی بررسی روش میکروامولسیون در فرایند استخراج با حلال؛ مطالعه¬ی موردی: بازیابی گالیم از محلول آلومینات سدیم

با سحافایل در خدمت شما هستیم با «پیشینه پژوهشی و تحقیق و مبانی نظری بررسی روش میکروامولسیون در فرایند استخراج با حلال؛ مطالعه ی موردی: بازیابی گالیم از محلول آلومینات سدیم» که بطور کامل و جامع به این مبحث پرداخته و نیاز شما را به هرگونه جستجوی بیشتری برطرف خواهد نمود.

فهرست محتوا

فصل دوم: مبانی استخراج با حلال گالیم

۲-۱- مقدمه

۲-۲- فرآيند استخراج

۲-۳- فرآيند استريپ

۲-۴- استخراج با حلال گالیم

۲-۴-۱- سیستم هیدروکسید

۲-۴-۱-۱- مشتقات هيدروكسي كوينولين

۲-۴-۱-۱-۱-  تاثير سطح سازها

۲-۴-۲- سیستم­های کلریدی

۲-۴-۲-۱- اترها

۲-۴-۲-۲- ترکیبات ارگانوفسفر (تری بوتیل فسفات (TBP)، تری اکتیل فسفین اکسید (TOPO))

۲-۴-۲-۳- دی دو اتیل فسفریک اسید، ۲ اتیل هگزیل، ۲ اتیل هگزیل فسفریک اسید

۲-۴-۲-۴- اکتيل فنيل اسيد فسفات (OPAP)

۲-۴-۲-۵- الكيل آمين­ها و نمك­هاي آمونيوم

۲-۴-۲-۶- اسيدهاي كربوكسيليك

مراجع

مقدمه

اين روش شامل فرآيند استخراج و استريپينگ و بعضا اسكرابينگ (شستشو) مي­باشدكه ذيلا شرح داده مي­شود.

۲-۲- فرآيند استخراج

اصطلاح استخراج با حلال به توزيع يك جزء حل شده در بين دو فاز مايع غير قابل امتزاج كه در تماس با يكديگر قرار دارند اطلاق مي‌شود. روش استخراج با حلال­های آلی یک فرایند شیمیایی است که در این روش فلزات موجود در فاز آبی برای تشکیل کمپلکس آلی فلزی با یک ماده­ی آلی واکنش می­کند، لذا اجزای فلز، فاز آبی را ترک کرده و وارد فاز آلی می­شوند. فلز در فاز آلی با اتم­های کربن به صورت ترکیبات آلی فلزی پیوند ندارد ولی با اکسیژن، ازت، گوگرد یا هیدروژن با یک پیوند کئوردینانسی (داتیو) ارتباط دارند]۳[.

اصول استخراج با حلال در شكل (۲-۱) نشان داده شده است. دكانتور (قيف جدا كننده) حاوي دو لايه از دو فاز مايع است كه معمولاً يكي از دو فاز محلول آبي و ديگري حلال آلي مي‌باشد. ماده­ی حل شده­ی A كه در ابتدا تنها در يكي از دو فاز حل شده وجود داشته است، بين دو فاز توزيع مي‌شود. وقتي كه اين توزيع به تعادل مي‌رسد، جسم حل شده داراي غلظت [A]_aq در فاز آبي و غلظت [A]_org در فاز آلي است]۱[.

اگر وزن اوليه ماده­ی حل شده در فاز آبي W باشد و بعد از استخراج به W₁ كاهش پيدا كند، ميزان انتقال يون‌هاي فلزي از فاز آبي به فاز آلي با ضريب توزيع  (D)به شرح زير تعريف مي­شود]۱[:

شکل ۲-۱: طرح شماتيک از آزمايش استخراج با حلال

درصد استخراج به صورت زير محاسبه مي­شود:

(۲-۲)

که در آن V_o و V_a حجم فازهای آلي و آبی می­باشند]۱[.

شرط لازم براي امكان استفاده­ی عملي از فرآيند استخراج با حلال اين است كه بخش قابل توجهي از جزء مورد نظر در طي يك مرحله استخراج شود.

۲-۳- فرآيند استريپ

واکنش شیمیایی عکس روش استخراج با حلال را استریپینگ گویند. پس از انجام عمليات استخراج با حلال با استفاده از يك محلول آبي (اسيدي يا بازي) فلز موجود در فاز آلي مجدداً به فاز آبي منتقل مي­شود كه اين فرآيند را استريپينگ گويند. در فرآيند استريپينگ دو هدف پيگيري مي‌شود]۱[:

الف- بازيابي فلز با ارزش از فاز آلي باردار

ب- توليد مجدد استخراج كننده و بازيافت آن

استريپينگ انتخابي، وقتي كه فاز آلي با بيش از يك فلز بارگيري مي‌شود، صورت مي‌گيرد. در اين حالت، مواد گوناگون استريپينگ به طور متوالي استفاده مي­شوند. ضريب استريپينگ عكس ضريب توزيع (D) است]۱[.

اسكرابينگ

فرآيند اسكرابينگ به دو منظور صورت مي­گيرد]۱[:

الف- حذف عناصر مزاحم قبل از استريپ نهايي عنصر مورد نظر

ب- شستشوي فاز آلي بعد از استريپ

نسبت فاز

نسبت حجم دو فاز را نسبت فاز مي‌نامند. اين نسبت نقش مهمي در فرآيند استخراج و استريپينگ ايفا مي‌كند. بالا بودن نسبت فاز آلي به آبي نيازمند حجم زيادي از حلال است كه ممكن است اقتصادي نباشد.

Stripping

فهرست منابع

1- عبدالهی محمود و نادری حجت، استحصال گالیم از محلول مادر حاصل از فرایند بایر در کارخانه آلومینای جاجرم به روش استخراج با حلال دانشگاه تربیت مدرس، ۱۳۸۴.

۲- کیخایی علی رضا، تعیین شرایط بهینهی استخراج انتخابی گالیم از محلول بایر، دانشگاه تربیت مدرس، ۱۳۸۵.

3- Habashi, F. (2001). A Text Book Of Hydrometallurgy. QuCbec: MCtallurgie Ehractive QuCbec.

4- Malik, M. A., Wani, M. Y., & Hashim, M. A. (2010). Microemulsion method: A novel route to synthesize. Arabian Journal of Chemistry, 1-21.

5- Microemulsions. Brazilian Journal of Chemical Engineering14.

6- Mehta, S., & Kaur, G. (2011). Microemulsions: Thermodynamic and Dynamic Properties. In M. Tadashi, Thermodynamics (pp. 381-406). India: InTech. Microemulsion. (n.d.).

7- Perez de Ortiz, S., & Stuckey, D. (2004). Recent Advances in Solvent Extraction Processes. In J. Rydberg, M. Cox, C. Musikas, & G. R. Choppin, solvent extraction principles and practice (pp. 651-678). London: Taylor & Francis Group.

8- Goodwin, J. W. (2004). Emulsions and Microemulsions. In J. W. Goodwin, Colloids and Interfaces with Surfactants and Polymers (pp. 177-194). Wiley & Sons, Ltd.

9- Paatero, E., Sjoblom, J., & Datta, S. K. (1990). Microemulsion Formation and Metal Extraction in the System Water/Aerosol OT/Extractant/Isooctane. Journal of Colloid and Interface Science,138, 388-396.

10- Ramos, A., Dantas Neto, A., & Dantas, T. (1997). Application Of An Experimental Methodology In The Optimization Of A Tungsten Concentration Process By Microemulsions. Brazilian Journal of Chemical Engineering 14.

11- Brejza, E. V., & Perez de Ortiz, E. S. (2000). Phenomena Affecting the Equilibrium of Al(III) and Zn(II) Extraction with Winsor II Microemulsions. Journal of Colloid and Interface Science 227, 244-246.

12- Castro Dantas, T., Dantas Neto, A., Moura, M., Barros Neto, E., Forte, K., & Leite, R. (2003). Heavy metals extraction by microemulsions. Water Research 37, 2709-2717.

13- Saidi, M., & Khalaf, H. (2004). Using microemulsion for recovery of uranium from phosphoric acid of Annaba (Algeria). Hydrometallurgy 74, 85-91.

14- Yan-Zhao, Y., Tao, Z., Chuan-Bo, X., Xue-Mei, X., Ling, L., & Zhan-Yu, L. (2008). Study on the extraction of cobalt and nickel from NH4SCN solution by Winsor II microemulsion system. Separation and Purification Technology 60, 174-179.

15- Lu, W., Lu, Y., Liu, F., Shang, K., Wang, W., & Yang, Y. (2011). Extraction of gold(III) from hydrochloric acid solutions by CTAB/n-heptane/iso-amyl alcohol/Na2SO3 microemulsion. Journal of Hazardous Materials 186, 2166-2170.

16- de Castro Dantas, T., de Lucena Neto, M., & Dantas Neto, A. (2002). Gallium extraction by microemulsions. Talanta 56, 1089-1097.

18- www.wikipedia.org, 2014.