عنوان پایان‌نامه
بررسی تعادل و سینتیک جداسازی توریم با استفاده از استخراج کننده های D۲EHPA و سیانکس۳۰۱ با استفاده از سیستم قطره منفرد
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی - طراحی فرآیندهای جداسازی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه کاسپین شماره ثبت: K21;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71637
- تاریخ دفاع
- ۰۹ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- میثم محمدی طبالوندانی
- استاد راهنما
- سید حامد موسوی
- چکیده
- چکیده در این پایان‌نامه، استخراج و جداسازی توریم در مقیاس آزمایشگاهی به روش¬های ناپیوسته و نیمه¬پیوسته مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش¬ها به روش ناپیوسته، با استفاده از دو استخراج¬کننده¬ی Cyanex301، D2EHPA و مخلوط آن¬ها جهت بهینه کردن پارامترها برای استخراج توریم انجام شد. پارامترهای مؤثر مانند غلظت استخراج¬کننده¬ی D2EHPA و Cyanex301، غلظت توریم در فاز آبی، pH اولیه¬ی محلول آبی، زمان استخراج، دمای استخراج و سرعت زاویه ای برای رسیدن به بیشینه¬ی بازدهی استخراج به ترتیب برابر با مقادیر M008/0، M 2/0، ppm500، 2، min20، ?C25 و 150 تعیین شدند. علاوه بر این، ضرایب استوکیومتری معادلات واکنش، پارامترهای تعادلی و ترمودینامیکی برای دو استخراج¬کننده و مخلوط آن¬ها در استخراج فلز توریم از محلول آبی¬ نیتراتی به¬دست آمد. نتایج نشان داد که قدرت استخراج Cyanex301 کمتر از استخراج¬کننده¬ی D2EHPA است. همان‌طور که فاکتور هم¬افزایی نشان می¬دهد، افزایش استخراج¬کننده¬ی D2EHPA به محلول استخراج¬کننده¬ی Cyanex301 اثری رقابتی به نفع D2EHPA ایجاد می¬کند بطوری¬که D2EHPA به تنهایی در مکانیسم استخراج شرکت می¬کند. نتایج آزمایش¬های عریان¬سازی نشان داد که اسید هیدروکلریدریک در غلظت M2، می¬تواند تا %90 توریم استخراج-شده را در یک مرحله¬ی تعادلی عریان سازی کند. همچنین مکانیسم پیشنهادی استخراج با استخراج¬کننده¬های Cyanex301 و D2EHPA ارائه شد و ضرایب استوکیومتری با روش تحلیل گرافیکی تعیین گردید. در دیگر آزمایش¬ها، سینتیک استخراج توریم از محلول نیتراتی آبی با استخراج¬کننده¬ی D2EHPA به¬وسیله¬ی ستون قطره¬ی منفرد مورد مطالعه قرار گرفت و سرعت استخراج توریم از محیط نیتراتی به صورت تابعی از غلظت توریم بیان شد. تغییر قطر نازل و ارتفاع ستون مشخص کرد که در شرایط عملیاتی مورد بررسی اثر متغیرهای پیش گفته شده ناچیز است. واژه‌های کلیدی: توریم، استخراج، ستون تک¬قطره، D2EHPA، Cyanex301
- Abstract
- Abstract: In this thesis, batch and Semi-continuous experiments were conducted to examine the extraction and separation of thorium in lab-scale. The batch experiments were designed to optimize the operational parameters with Cyanex301, D2EHPA and the mixture of them. The efficacious parameters such as the concentration of D2EHPA and Cyanex301, Thorium concentration in aqueous phase, initial aqueous solution’s pH, extraction time, extraction temperature and the angular velocity values were determined as 0.008M, 0.2M, 500ppm, 2, 20min, 25?C and 150rpm, respectively to achieve maximum extraction efficiency. Furthermore, the stoichiometric coefficients of the reaction equations, thermodynamic and equilibrium parameters were obtained for the two extractants and their mixtures. The results indicated that the Cyanex301’s extraction ability is lower than the D2EHPA’s. As the synergistic enhancement factor showed, the D2EHPA’s addition to the Cyanex301’ solution, beget an antagonist effect in D2EHPA favor leading to D2EHPA participation in the extraction mechanism solely. The stripping experiments’ results indicated that a 2M solution of HCl solution is able to strip up the 90% of the extracted thorium in an equilibrium step. Moreover, the proffered mechanisms for the D2EHPA and Cyanex301’s extraction were presented and the stoichiometric coefficients of reactions involved were assessed as a result of a graphical analysis method. In some other experiments, the kinetic of the thorium extraction from aqueous nitrate medium in presence of D2EHPA’s extractant was investigated in a single drop column and the thorium extraction velocity was expressed as a function of the thorium concentration. Variation in nozzle diameter and column height variation revealed insignificant effect of aforementioned variables in the range of operational conditions under consideration.
