نام پژوهشگر: محمد ابراهیم سلطانی
محمد ابراهیم سلطانی کیقباد شمس
در این پژوهش استخراج پیوسته فلزات سنگین با استفاده از غشاء مایع امولسیونی از محلول آبی سنتز شده مورد مطالعه و بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. فرآیند غشاء مایع امولسیونی به دلیل مزایای فراوان از جمله شار بالای انتقال جرم (به دلیل سطح بالا و انتقال جرم همراه با واکنش شیمیایی) و عدم وجود محدودیتهای تعادلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استخراج فلزات سنگین یکی از مهمترین کاربردهای این روش میباشد که فرآیند پیوستهی آن هدف اصلی این پژوهش میباشد. انجام آزمایشات فرآیند پیوسته مستلزم طراحی و ساخت تماسدهندهای خاص میباشد، به همین منظور ستونی شبیه ستون استخراج oldshue - rushton به گونهای طراحی و ساخته شد که در عین ثابت بودن ارتفاع مراحل، جهت تأثیر تعداد مراحل بر میزان استخراج ارتفاع کلی برج متغیر میباشد. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای موثر بر این فرآیند ابتدا مقادیر بهینهی متغیرها با استفاده از فرآیند ناپیوسته تعیین و سپس این مقادیر در فرآیند پیوسته استفاده شده است. در این پژوهش استخراج کروم و زیرکونیوم مورد مطالعه قرار گرفته است که مواد مورد استفاده عبارتند از: span80 به عنوان مادهی فعال سطحی، d2ehpa به عنوان مادهی حامل، پارافین به عنوان غشاء، hcl به عنوان فاز داخلی و نمکهای کروم و زیرکونیوم به عنوان فاز خارجی. با توجه به مطالعات صورت گرفتهی قبلی بر روی استخراج کروم با استفاده از این فرآیند و تعین مقادیر بهینهی متغیرها، در فرآیند ناپیوسته تنها اثر ویسکوزیتهی فاز غشاء بررسی شده است. این بررسی نشان میدهد میزان استخراج با افزایش ویسکوزیتهی فاز غشاء افزایش مییابد اما میزان تورم امولسیون با افزایش ویسکوزیته ابتدا کاهش و سپس افزایش مییابد. در استخراج زیرکونیم با این روش که تا کنون بررسی نشده است تأثیر متغیرهای موثر بر فرآیند بررسی و مقادیر بهینهی آنها تعیین شده است. دور همزن، غلظت مادهی حامل، غلظت مادهی فعالسطحی، نسبت غشاء به فاز داخلی(o/w) و زمان تماس متغیرهایی هستند که تأثیر آنها بر میزان استخراج بررسی و مقادیر بهینهی آنها تعیین شده است که به ترتیب عبارتند از: rpm 400، v/v % 1، v/v % 1، 2 و 6 دقیقه. در نهایت از مقادیر بهینهی بدست آمده در فرآیند ناپیوسته جهت انجام آزمایشهای فرآیند پیوسته استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی در فرآیند پیوسته عبارتند از شدت جریان خوراک، نسبت شدت جریانها و غلظت فاز خارجی. میزان استخراج کروم در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 99 میباشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته میباشد. در مورد زیرکونیوم نیز میزان استخراج در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 53/99 میباشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش 5/4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته میباشد. در مجموع فرآیند پیوستهی غشاء مایع امولسیونی جایگزین بسیار مناسبی برای فرآیندهای قدیمی و کم بازده میباشد.