عنوان پایان‌نامه
جداسازی لیتیم وکبالت با استفده از استخراج کنند ه های d۲ehpa وcyanex۲۷۲
- رشته تحصیلی
- مهندسی مواد-استخراج فلزات
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: TN 1253;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72968
- تاریخ دفاع
- ۲۴ آذر ۱۳۹۴
- دانشجو
- سارا محمودی
- استاد راهنما
- فرشته رشچی
- چکیده
- به منظور افزایش انتخاب گری در استخراج حلالی کبالت (با ظرفیت 2) و لیتیم از محلول سولفاتی، اثر هم افزایی استخراج کننده سیانکس 272 بر استخراج کننده دپا در رقیق کننده کروزن بررسی شد. آزمایش ها در محدوده pH 1-7 برای کبالت و 1-8 برای لیتیم و در حالتی که غلظت کبالت و لیتیم در محلول آبی اولیه، 2 گرم بر لیتر بود، در نسبت های مختلف از استخراج کننده های دپا و سیانکس 272 انجام شد. با افزایش نسبت سیانکس 272 به دپا در محلول آلی، نمودارهای استخراج لیتیم و کبالت نسبت به یکدیگر جدایش قابل توجهی یافتند. نسبت غلظت سیانکس به دپا برابر 5/0 :1/0 به عنوان حالت بهینه در نظر گرفته شد. در این حالت تاثیر افزودن اتیلن دی آمین تترا استیک اسید، اصلاح کننده تری بوتیل فسفات در درصدهای حجمی 3 و 7 و دماهای 40 و 60 درجه سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. اتیلن دی آمین تترا استیک اسید تاثیر مطلوبی نداشته و ضریب جدایش را به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش داد. بهینه تری بوتیل فسفات و دما به ترتیب 7 درصد حجمی و 60 درجه سانتیگراد انتخاب شد. با توجه به نتایج بررسی های دما، پارامترهای ترمودینامیکی آنتالپی، انرژی آزاد گیبس و بی نظمی محاسبه شد. سپس منحنی های مک کیب-تیلی جهت تعیین تعداد مراحل استخراج پیوسته عناصر مورد نظر بررسی شد و برای هر فلز، 2 مرحله استخراج به دست آمد. در ادامه استخراج عناصر کبالت و لیتیم موجود در محلول شبیه سازی شده باتری لیتیم یونی، شامل 7/10 گرم بر لیتر کبالت و 9/0 گرم بر لیتر لیتیم، در نسبت بهینه غلظت سیانکس 272 به دپا و مقدارهای بهینه دما و غلظت تی بی ذپی مورد مطالعه قرار گرفت و در انتها ضریب استوکیومتری استخراج کبالت و لیتیم در نسبت بهینه غلظت سیانکس 272 به دپا بررسی شد، به طوری که در مورد کبالت مقادیر 2 برای دپا و 1 برای سیانکس 272 و برای لیتیم مقادیر 5/1 برای دپا و 5/0 برای سیانکس 272 به دست آمد. کلمات کلیدی: استخراج حلالی، کبالت، لیتیم، باتری لیتیم یونی، سیانکس 272، دپا
- Abstract
- The synergistic effect of Cyanex 272 on solvent extraction of cobalt(II) and lithium from sulfate solution with D2EHPA diluted in kerosene was investigated with the aim of increasing separation efficiency. Experiments were carried out within a pH range of 1–7 for cobalt and 1-8 for lithium using D2EHPA-Cyanex 272 mixtures in different ratios and the concentration of cobalt and lithium in feed solution was 2 g/L. Increasing Cyanex272 to D2EHPA ratios in the organic phase caused significant separation of extraction isotherm of cobalt and lithium. As a result, optimum separation was found with a Cyanex272 to D2EHPA ratio of 0.5M: 0.1M. In the present system, the effect of TBP (3 and 7 % (v/v)) as a modifying reagent, EDTA (0.01M) and temperature (40 and 60 ?C) was studied. The effect of EDTA on separation of cobalt and lithium was not appropriate and declined the separation coefficient significantly. The optimum amount of TBP and temperature was found 7% (v/v) and 60 ?C respectively. Thermodynamical investigations were also performed on this system and parameters such as enthalpy, Gibbs free energy and entropy were calculated. In order to determine the number of extraction stages, McCabe-Thiele diagrams of cobalt and lithium were plotted and two stages for each metal were obtained. Moreover, the extraction of cobalt and lithium from a solution similar to the leach liquar of a Li-ion battery containing 10.7 g/L cobalt and 0.9 g/L lithium in the optimum ratio of extractants was studied. The stoichiometric coefficient of cobalt in the optimum ratio of extractants was determined to be 2 and 1 in the presence of D2EHPA and Cyanex272, respectively. Also, the stoichiometric coefficient for lithium was determined to be 1.5 and 0.5 in the presence of D2EHPA and Cyanex272, respectively. Keywords: Solvent Extraction, Cobalt, Lithium, Li-ion Battery, Cyanex 272, D2EHPA
