تعیین پارامترهای عملیاتی بهینه در مرحله دفع اورانیوم از فاز آلی(تری اکتیل آمین) به فاز آبی برای تولید کیک زرد با استفاده از یک ستون ضربه ای پرشده در مقیاس نیمه صنعتی

در حال حاضر انرژی هسته ای از شکافت هسته ای اورانیوم حاصل می شود. لذا استخراج اورانیوم بسار حائز اهمیت است. فرایند استخراج مایع- مایع یکی از روشهای مهم جداسازی در صنعت هسته ای در تولید و فرآوری سوخت هسته ای می باشد و جایگاه ویژه ای در چرخه سوخت هسته ای دارد. استخراج مایع- مایع روشی برای جدا کردن ترکیبات بر اساس حلالیت نسبی، در دو مایع غیر قابل امتزاج می باشد. در تحقیق حاضر از محلول فروشویی شده کارخانه تولید کیک زرد بندرعباس به عنوان محلول آبی ناخالص منبع اورانیوم استفاده شده است و برای دفع اورانیوم موجود در آن از سدیم کربنات استفاده شده است. در این پژوهش ابتدا به تعیین عناصر مزاحم در دفع اورانیوم و سپس به شناسایی این عناصر در محلول آبی مورد نظر پرداخته شد و با استفاده از آنالیز عنصری، مقدارهر عنصراز جمله اورانیم تعیین گردید. در فراینددفع، حلال تری اکتیل آمین حاوی اورانیوم (محصول مرحله استخراج در فرایند خالص سازی محلول فروشویی شده) فاز پراکنده و محلول کربنات سدیم، فاز پیوسته فرایند استخراج مایع- مایع را تشکیل می دهند. اثر غلظت محلول دفع کننده، نسبت فازآلی به آبی و شدت ضربان بر روی فرایند دفع اورانیوم بررسی شد و شرایط بهینه هر یک از این عوامل به دست آمد.غلظت حجمی 100 گرم بر لیتر محلول کربنات سدیم، نسبت فاز آلی به آبی برابر چهار و شدت ضربان سه سانتی متر بر ثانیه به عنوان حالت بهینه تعیین شد.این پروژه نتایج حاصل از آزمایش بر روی یک ستون استخراج ضربه ای پرشده در مقیاس نیمه صنعتی می باشد. ستون های ضربه ای پرشده یکی از دستگاه های مهم مورد استفاده در استخراج مایع- مایع می باشندکه به خاطر راندمان بالا و فضای کم مورد نیاز، در صنایع هسته ای، پتروشیمی و غذایی کاربرد فراوان یافته اند. بازده یک ستون استخراج مایع- مایع به درجه آشفتگی وارد بر سیستم و سطح موجود برای انتقال جرم بستگی دارد. عملکرد این ستون ها با ضربه به فاز پیوسته بهبود می بخشد. اگر چه ستون های ضربه ای هم به صورت آکنده و هم به صورت سینی دار استفاده می شوند، ولی بیشتر تحقیقات بر روی ستون های سینی دار انجام شده است. مطالعاتی در زمینه تاثیر پارامترهای عملیاتی بر روی طغیان و موجودی فاز پراکنده ستون ضربه ای پرشده صورت گرفت. پارامترهای بررسی شده عبارتند از: شدت ضربه، دبی فاز پیوسته، دبی فاز پراکنده و نسبت فازها که اثر آنها بر سرعتهای طغیان و همچنین میزان موجودی فاز پراکنده مورد بررسی قرار گرفته است. موجودی فاز پراکنده یکی از پارامترهای مهم در طراحی ستون های ضربه ای می باشد و در محاسبه سطح ویژه انتقال جرم و سرعت فازها به کار می رود. تاکنون هیچ مطالعه ای در مورد تاثیر ارتفاع بر موجودی فاز پراکنده در ستون های ضربه ای پرشده صورت نگرفته است. تغییرات موجودی فاز پراکنده با ارتفاع مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج به دست آمده از آزمایش ها مشخص گردید که با افزایش پارامترهای شدت ضربه و دبی های فاز پیوسته و پراکنده، سرعت طغیان در ستون کاهش یافته و در اثر افزایش شدت ضربه و دبی های فاز پیوسته و پراکنده، موجودی فاز پراکنده افزایش می یابد