استخراج و غنی سازی اسمیوم از پساب اسمیوم مصنوعی با استفاده از روش غشاء مایع نانو امولسیونی

اوسمیوم یکی از عناصر شیمیایی است که در جدول تناوبی عناصر در گروه پلاتین قرار دارد. این فلز یکی از نادر ترین عناصر در پوسته ی زمین است و به صورت آلیاژ در سنگ معدن پلاتین یافت می شود. اکسید آن بصورت تتراکسید اسمیو م، اکسید کننده ایست قوی بوده و بوی شدیدی دارد و در دمای 130 درجه سلسیوس به جوش می آید .اسمیوم به خاطر چگالی بالا معمولاً به عنوان سخترین فلز شناخته می شود. این فلز در میان خانواده پلاتین بیشترین دمای ذوب و پایینترین فشار بخاررا داراست. حالتهای اکسیداسیون معمول اوسمیوم +4 ،+3، +2 می باشد، ولی می تواند ترکیباتی باحالتهای اکسیداسیون از -2 تا +8 نیز تشکیل دهد. دراین پژوهش استخراج وغنی سازی یون فلز اسمیوم 4+، os (iv) ، از پساب مصنوعی تهیه شده از انحلال اسمیوم تتراکسید در اسید کلریدریک بااستفاده از روش غشاء مایع نانو امولسیونی(nano-emulsion liquid membrane) بررسی شده است. فرآیند غشاء مایع امولسیونی به دلیل مزایای فراوان ازجمله شاربالای انتقال جرم ناشی از سطح بالای انتقال جرم ، حظور واکنش شیمیایی و عدم وجود محدودیت های تعادلی در چند دهه ی اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استخراج فلزات سنگین از محلول های رقیق یکی از مهمترین کاربردهای این روش می باشد. ماده فعال سطحی، ماده حامل، فاز غشاء و فاز داخلی استفاده شده در این بررسی بترتیب عبارتند از: اسپن80 ، دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید، پارافین مایع و اسید کلریدریک. باتوجه به تعداد زیاد عوامل موثر و اثرات متقابل آن ها در این فرآیند، برای و بهینه سازی تعداد آزمایشها از روش تاگوچی برای طراحی آزمایش ها و بسته نرم افزار minitab 16 استفاده شد و تعداد 25 آزمایش برای استخراج و غنی سازی اسمیوم +4 با استفاده از روش غشاء مابع امولسیونی انجام شد. متوسط اندازه نانو امولسیون با استفاده از تستdynamic light scattering (dls) 64/3 نانومتر تعیین گردید. بر اساس طراحی آزمایشها به روش تاگوجی، اثرات غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، زمان تماس، سرعت همزن و نسبت حجمی فاز غشاء به خوراک بر بیشینه کردن استخراج و کمینه کردن آماس (تورم) امولسیون بررسی گردید و مقادیر بهینه که پاسخ های این سیستم هستند تعیین شد. مقادیر بهینه حاصل از طراحی آزمایشها، برای رسیدن به بیشترین درصد استخراج(98/2درصد) به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 2% ، غلظت ماده حامل(v/v) 3% ، زمان تماس20 دقیقه، سرعت همزن 750 دوربردقیقه ونسبت حجمی غشاء به خوراک60 به 100. تأثیر هرکدام از فاکتورهای فرآیند از جمله غلظت ماده فعال سطحی، زمان امولسیون سازی، غلظت فاز داخلی(فاز دفع) و نسبت حجمی فازداخلی به فاز روغنی برروی پایداری غشاءبررسی شد و بهینه شرایط برای پایداری غشاء ساخته شده به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 1/5%، زمان امولسیون سازی min6، غلظت فاز داخلی m8/0 و نسبت حجمی فاز داخلی به روغنی 1 به 1. سپس با انجام آزمایشهای واقعی، تأثیر غلظت ماده فعال سطحی، غلظت ماده حامل، سرعت همزن، زمان تماس، نسبت حجمی فازغشاء به فاز خوراک و غلظت فاز داخلی(فازدفع) برروی میزان استخراج وغنی سازی نیز مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای استخراج بیشینه (99درصد) به شرح زیر بدست آمد: غلظت ماده فعال سطحی(v/v) 1/5% ، غلظت ماده حامل(v/v)4% ، زمان تماس20 دقیقه، سرعت همزن 750 دوربردقیقه، غلظت فاز داخلی(فاز دفع) m0/8 ونسبت حجمی غشاء به خوراک30 به 100 . سر انجام، استخراج پیوسته اسمیوم+4 از پساب مصنوعی بااستفاده از یک برج استخراج پیوسته دورهمزن های 200،300،400 دور در دقیقه تحت شرایط یک سان با فرآیند نا پیوسته ی غشاء مایع امولسیونی یررسی و مقایسه شد. نتایج نشان دهنده استخراج 97 در صد برای استخراج پیوسته در مقایسه با استخراج 88/5 درصد برای استخراج ناپیوسته می باشد.