امروز: چهارشنبه 28 آذر 1397
دسته بندی محصولات
بخش همکاران
لینک دوستان
بلوک کد اختصاصی

دانلود تحقیق بازیابی اکسیدهای عناصر نادر خاکی از یک محصول فرعی اسید فسفریک

دانلود تحقیق بازیابی اکسیدهای عناصر نادر خاکی از یک محصول فرعی اسید فسفریک دسته: محیط زیست
بازدید: 1 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 55 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 26

در این مقاله فرآیند Solvem extraction برای بازیابی دی اكسید سدیم بادرجه خلوص باسما و همچنن بازیابی اكسید عناصر نادرخاكی سنگین غلیظ شده ، از اكسیدهای عناصر نادرخاكی كه بصورت مخلوط باهم وجود دارند، توضیح داده شده است

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

چكیده :

در این مقاله فرآیند Solvem-extraction برای بازیابی دی اكسید سدیم بادرجه خلوص باسما و همچنن بازیابی اكسید عناصر نادرخاكی سنگین غلیظ شده ، از اكسیدهای عناصر نادرخاكی كه بصورت مخلوط باهم وجود دارند، توضیح داده شده است انحلال اكسیدهای موجود بصورت مخلوط در فرآیند پرعیار سازی بوسیله اسید نیتریك باتهیه محلولی كه شامل 95% سدیم كه به صورت سدیم (IV ) می باشد ، صورت می گیرد كه بعد از رقیق سازی بوسیله آب می تواند استخراج شود . در شرایط انجام آزمایش با جریان پیوسته 4 مرحله استخراج بكسار بوده شد . در این آزمایش 4 مرحله ای از اسید نیتریك (3M ) استفاده شد . استریپنیك فاز آلی كه همراه با احیاء سدیم( IV ) بود با رقیق سازی توسط پراكسید هیدروژن در دو مرحله انجام گرفت .

كه در این حالت محلولی شامل log/L سدیم (III ) بوجود آمد . در این مرحله اسید اكسالیك برای رسوب محلول های آبی اضافه شد . فرآیند بوسیله آهكی كردن اكسالات رسوب شده دنبال شد و در انتها دی اكسید سدیم بادرجه خلوص 98/99% با انحراف 5% بدست آمد.

استخراج با استفاده از جریان متقابل وبصورت پیوسته برای بازیابی سدیم در 6 مرحله بایك محلولی شامل 5% حجمی از اسید دی فسفریك (2- اتیل هكسی ) در shellsol AB با نسبت حجم فاز آلی به آبی 2 : 3 انجام شد . سپس فرآیند استریپتیك در 4 مرحله با استفاده از اسیدنیتریك M 3/1 در یك نسبت حجمی فاز آل به آبی 1 : 10 انجام شد . كه یك محلول آبی كه شامل g/L 8 g/L , yttrium  6 dysprosium  بود بدست آمد. در مجموع با مقدار كمتر از عناصر نادرخاكی سنگین تر ، بازیابی از محلول های استریب شده برای yttrium –erbium 99% - 98 . براین dysprosium 75% - 50 و برای holmium  75 % - 65 بود.

عناصر نادرخاكی متوسط اصلی ( samarium , europium , gadolinium ) موجود در محلول آبی استریپ شده كه از دست داده شدند حدود 3 % - 1 بود. عملیات رسوب و Calcination :اكسالمات اكسیدهای عناصر نادرخاكی سنگین شامل yttrium ( ) dysprosium (  Holmium  و erbium  و مقدار كمتری از عناصر نادر خاكی دیگر (مقدار فضایی اكسید عناصر نادر خاكی شامل  بدست آمد.

2) روش های آزمایش:

1-2- انحلال اكسید عناصر نادر خاكی مخلوط

محلولی از عناصر نادر خاكی به عنوان خوراك برای آزمایش در مقیاس Mini-plant توسط اضافه كردن اسید نیتریك  به اكسیدهایی كه بصورت مخلوط با یكدیگر بودند.  در یك در یك L pyres5 كه توسط روش مغناطیسی تا  همراه با همزدن گرما داده شد. در این دما یك واكنش گرمازا انجام شد و گرما دادن و همزدن بصورت ناپیوسته انجام شد. دما تا  افزایش یافت و مقداری اكسیژن در داخل محلول منتشر شد. بعد گرما دا ن دوباره آغاز شد تا اینكه محلول شفاف تشكیل شد. فرآیند به مدت 20 تا 45 دقیقه بطور كامل انجام شد كه وابسته به تاریخچه قبلی اكسیدهای مخلوط می باشد. سپس به محلول اجازه داده شد تا سرد شود و سپس با استفاده از آب مقطر. به حجم  رقیق شد. و سپس یك محلولی كه شامل  از اكسیدهای عناصر نادر خاكی و مقدار فضایی نیترات  بدست آمد. برای آزمایش در مقیاس  محلولی به عنوان خوراك تهیه شد توسط اضافه كردن اسید نیتریك  همراه با گرما دادن برای رسیدن به دمای  در یك راكتتور شیشه ای به حجم 20 لیتر بدون گرما دادن و همزدن دوباره ،‌ با اضافه كردن  اكسیدهای مخلوط تهیه شد سپس به مخلوط اجازه انجام دادن واكنش به مدت 60-30 دقیقه داده شد و سپس توسط آب ، به حجم  رقیق شد. در بعضی از سیستم های بسته آماده سازی در ظرف های فولادی ضد زنگ  انجام می شود كه در این حالت مقدار بیشتری از اسید نیتریك  و اكسیدهای مخلوط  و تحت شرایط مشابه دفعات قبل استفاده می شود.


2-2- مطالعه Solvent  extraction

extraction و stripping پارامترهایی بودند كه بر روی آنها مطالعه شد با استفاده از حجم های مناسب از فازهای آلی و آبی و استفاده از همزن مغناطیسی در یك ظرف شیشه ای عایق در برابر گرما كه در دمای  نگهداری می شد. پایداری سدیم (IV) در حضور رقیق كننده های مختلف در دستگاههای مشابه مورد آزمایش قرار گرفت . آزمایشات در سیستم بسته با استفاده از روش جریان متقابل در فرآیند Solvent-extrac كه از همزن دستی استفاده می شد و عمل جدایش با استفاده از قیف هایی به اندازه مناسب انجام می شد. عناصر نادر خاكی موجود در فازهای آبی مشخص شد و در قسمت 3-2 توضیح داده شد.

آزمایش های Solvetn-extraction در مقیاس mini-plana در دستگاه هایی كه قبلاً توضیح داده شد انجام شد.

در انجام آزمایش های Solvent – extraction در مقیاس pilot-plant از mixer –settler های polypropylene استفاده شد. هر mixer حجمی حدود L 5/0 و هر settler حجمی حدودی L2 داشت. عامل های solvent-extraction بكار برده شده تری –n- بوتیل فسفات و دی (2- اتیل هكسیل ) فسفریك اسید بودند كه توسط شركت baihaehi chemiced Industry تهیه شده بود. همچنین از رقیق كننده های گوناگونی كه توسط شركت های Exxon و shen و sasol تهیه شده بود استفاده شد.


3-2- بازیابی دی اكسید سدیم و اكسید عناصر نادر خاكی سنگین

دی اكسید سدیم و اكسید عناصر نادر خاكی سنگین تولید شده از محلول های آبی ترسیب شده به ترتیب با اضافه كردن اسید ؟؟ و كلسیناسیون اكساعات های رسوب شده بازیابی شدند.

3- نتایج و بحث

1-3- انحلال اكسید عناصر نادر خاكی مخلوط با هم

آزمایشات مقدماتی نشان داد كه اكسید عناصر نادر خاكی به سرعت در هنگامیكه مقدار كمی از اسید هیدروكلریك رقیق شده با دو حجم از آب وجود دارد، حل نمی شوند. انحلال با احیاء سدیم (IV) موجود در اكسید اتفاق افتاد.

در نتیجه محلول به صورت بنفش كمرنگ شد دلیل آن به خاطر وجود مقدار زیادی از neodymium ( %25ca) در اكسیدهای مخلوط با یكدیگر می باشد انحلال اكسیدهای مخلوط در اسید نیتریك تا اندازه ای نسبت به اسید هیدروكلریك كمتر به آسانی صورت می گیرد و تشكیل محلولی داد كه به رنگ قهوه ای متمایل به نارنجی تیره بود.

و وجود اكسیدهای (III  ,  IV)  terbium و  و  كاتیون هایی هستند كه بصورت سریع توسط آبی كه آنها به داخل محلول عبور می دهند احیا می شوند.

آزمایشات انجام شده بر روی اكسیدهای مخلوط (40 گرم توسط كلسیناسیون اكساعات در 900-850) كه در اكسید نیتریك ( 65 و 100) و در دمای  70-50 در حضور مقادیر مختلفی از آب حل شده بودند. نشان داد كه مقدار سدیم (IV) تولید شده در محلول با غلظت اسید استفاده شده افزایش می یابد. (شكل1)

بهترین مقدار برای سدیم (IV) در رنج %88-85 بدست آمد اگر چه مقدار بیشتر از 95% بعداً توسط استفاده از سیستم بسته اكسید مخلوط توسط كلسیناسیون در دمای  750-700 قابل دستیابی بود (این اكسید خیلی راحتتر و بهتر از آنهایی كه در دمای  900-850 تولید می شوند حل می شود.

بدبختانه انحلال اكسید عناصر نادر خاكی مخلوط با هم (وزن نهایی kg41) كه در داخل راكتور فولادی ضد زنگ (نوع L 316) انجام می شد باعث شد كه مقدار قابل توجهی از آهن (g/l7/1-9/0) در داخل محلول آبی خوراك رها شود كه البته مقدار كمتری از نیكل و chromium نیز همراه آهن در داخل محلول رها می شوند. اگر چه این راكتورهای فولادی ضد زنگ در مقابل اسید نیتریك غلیظ شده مقاوم هستند اما آشكار شد كه این مصونیت بطور قابل توجهی در حضور اكسید سدیم (IV) قوی كاهش می یابد كه در نتیجه این مقاومت به نصف كاهش پیدا كرد در نتیجه از راكتورهای شیشه ای استفاده شد. با وجود این ، این رویداد فرصتی را برای ارزیابی یك استراتژی فراهم آورد كه با استفاده از آن بتوانیم آزمایش را با مقدار خیلی كمتری از آهنی كه بصورت طبیعی در اكسید مخلوط با هم وجود دارند انجام دهیم.

2-3- پایداری سدیم (IV) نسبت به رقیق كننده های آلی:

آزمایشات مقدماتی از نوع سیستم بسته نشان داد كه سدیم (IV) موجود در محلول آبی نیترات تهیه شده كه در قسمت 1-3 توضیح داده شده می تواند به طور مؤثر به 15% حجمی محلول TBP در xylene استخراج شود. روی هم رفته بازیابی دی اكسید سدیم پایین بود. (%60ca ) به هر حال پیشنهادهایی كه رد شدند ممكن است قادر به جواب دادن بعضی مسائلی مربوط به قابلیت ضعیف استخراج سدیم III باشند پایداری سدیم (IV) نسبت به xylene و رقیق كننده های هیدروكربنی متعدد دیگر مورد بررسی قرار گرفت . در این آزمایشات یك محلول شامل g/L20 سدیم (IV) از اكسید مخلوط امام كه در بالا توضیح داده شد تهیه شد. سپس این محلول تحت شرایط استفاده از همزن مغناطیسی در  20 به اندازه نصف حجم یك محلول %15 حجمی TBP با رفیق كننده های هیدروكربنی مختلف مورد آزمایش قرار گرفت و سدیم (IV) موجود در فازهای آلی و آبی در مدت زمانهای مختلفی مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج بدست آمده بر حسب تابعی از درصد مقادیر اولیه سدیم (IV) باقی مانده در سیستم (مجموع فاز آلی و آبی ) نسبت به زمان انجام آزمایش رسم شده است. (شكل 2)

رقیق كننده های آرومانیك (xylene) بطور خیلی سریعتر واكنش می دهند بطور مشابه رقیق كننده های شیمیایی آرومانیكی كم مانند aromatics 5/0 < ) shellsol k و aromatics) %5/2) 110 Escaid بطور مناسب نمایان شدند. در صورتیكه نیمه آروماتیك ها مانند  shellso 12325 (16-22%aromatics)و paga so 13445(<1%?? Matic,<1%olefinic) و susol SRF20 برای این كاربرد مناسب نیستند. برمبنای این آزمایشات و دیدی كه از نقطه جوش بالا ( 225-190) و plash point قابل قبول ( 65 > ) Shellsol k به عنوان رقیق كننده مناسب برای استفاده در فرآیند استخراج سدیم انتخاب شد.

3-3- Batch solvent extraction of cerium

استیوكیومتری استخراج سدیم (IV) توسط TBP گزارش شد.

اگر چه فرمول های  برای كمپلكس های استخراج شده پیشنهاد شد با وجود این عدم قطعیت به این نكته پی برده شد كه فاكتورهای جدایش خیلی بالا  در این سیستم آشكار می باشند بنابراین برای مثال در استخراج 05/0 نیترات فلزات از M2 نیترات آمونیوم به اضافه M1 اسید نیتریك توسط 15% حجمیTBP در   iso-octane مقادیر 66/3 ، 28/3 و 77/3 در معادله  به ترتیب برای  ،‌ بدست آمد. با یك 30% حجمی محلول TBP این مقادیر به 38/3 ، 08/3 ، 56/3 كاهش یافت. كه نشان دهنده وابستگی استخراج كمپلكس   به غلظت TBP می باشد.

فایل ورد 26 ص

قیمت فایل فقط 7,700 تومان

خرید

برچسب ها : بازیابی اکسیدهای عناصر نادر خاکی , محصول فرعی , اسید فسفریک , مطالعه Solvent extraction

نظرات کاربران در مورد این کالا
تا کنون هیچ نظری درباره این کالا ثبت نگردیده است.
ارسال نظر