بخشی از مقاله
- چکیده
فلوتاسیون یون یک فرایند تفکیک شامل جذب یک ماده فعال و کانتریون و در حد فاصل محلول آبی / هواست. که برای حذف یون های فلز سنگین سمی از محلول دی آبی رقیق، فوق العاده است. ما در اینجا اثر گیماند لیت ساز عصبی و Trien را روی فلوتاسیون یون کاتیون دبی با دودکیل سولفات DS و به صورت دودکیل سولفات سدیم SDS اضافه شده را نشان می دهیم. فلورتاسیون یون در سیستم (II) Trien SDS- CU باعث حذف ترجیحی CU (II) می شود که بر عکس قابلیت گزینش مشاهده شده در سیستم (II) Trien SDS- CU بدون Trien است. سرعت دی حذف Ni2+, Cu2+ با DS خیلی سریعتر از (وجود Tries) نسبت به یون های ساده بود و غلظت نهایی فنر به طور قابل توجهی کمتر بود. اندازه گیری دی کشش سطحی نشان دادند که Trien باعث بهبود فعالیت سطحی و چگونگی جذب سطحی محلول های SDS- CU (II), SDS – Ni (II) شد. تغییر کمی انرپی آزاد گیبس برای جذب سطحی حاصل از کمپلک یون به ازاء CU (II) برابر -3.6 kg/mol و به ازاء Ni (II) برابر -3.5 kg/mol بود و شامل اثرات فعل و انفعالات هیدروفولیک بین مجموعه دی Trien فلزی در حد فاصل هوا / محلول می باشد و با تغییرات میزان دهیدراسیون مربوط به جذب مشترک مجموعه Trien – فلز با DS در حد فاصل هوا/ محلول همراه است.
1- مقدمه:
فلتاسیون یون ، یک تکنیک تفکیک استفاده شده برای حذف یونهای غیر فعال سطحی از محلول دی آلی از طریق اضافه کردن یک ماده فعال می باشد. ماده فعال به طور خود به خود در حد فاصل هوای محلول متمرکز شده و یونهای حذف شده با فعل و انفعال الکترو استاتیک یا کی سیت به ماده فعال متصل شده اند. یونهای در حال واکنش با ماده فعال سوتعی از محلول زدوده شده اند که گاز در محلول پخش شده و حباب دی حاصل تشکیل یک فوم پایدار می دهند. در مقایسه با روش دی تفکیک های دیگر فلوتاسیون یون مزایایی از لحاظ سهولت عملیات و هزینه دی پائین دارد و برای پردازش حجم دی زیاد محلولت های آبسی رقیق خیلی برجسته است.
فلوتاسیون یون یک پدیده حد فاصلی (میانی) بوده که مسائل جذب ساده فعال و کاتنریون غیر فعال سطح است. لیو و دویل از لحاظت تئوری فرایند جذب سطحی را در فلوتاسیون یون از نقطه نظر فرمودینامیکی بررسی نموده اند با اعمال معادله گیسبس به یک سیستم آبی، Na A + M Xn چگالی جذب سطحی و ماده فعال یون نفر با معادلات زیر مشخص شده است.
در اینجا Y بر ابر کشش سطحی، R برابر ثابت گاز و T برابر از دمای مطلق است. این روابط فرض می کند که محلول رقیق بوده و هیچ گونه نمک اضافی ندارد. در بررسی قابلیت گزینش بین یون دی فلز این دو تحقق نشان دادند که به ازای گوگیانددی کاتیونی ساده هر چه شعاع یونی کریستال بزرگتر باشد چگالی جذب سطحی آن بیشتر است و عوامل دیگری را به صورت مشابه فراهم می نمایند. این یافته مطابق با کار قبلی است. مورگان و شونر و وارد دیدند که مراتب گزینش برخی از یون های فلز هالیدی به صورت بوده و مراتب کاهش شعاع یونی کریستال هستند مانموهان پی به مرتبه گزینش و جذب سطحی یون های فنر زمین قلیایی بوده اند که بود که مرتبه نزولی شعاع یونی کریستال است.
ما قبلاً دو مدل تعیین گزینش جذب سطحی بین دو یون فنر را در حد فاصل بار شده نشان دادیم یک مدل بر اساس داده ای کشش سطحی محلول دی حاوی نمک سدیم کلکتور همراه با نمک فنری مجزا بود و دیگری از معادله گراهام با در نظر گرفت انرژی آزاد گیبس انواع مختلف فعل و انفعالات کمک گرفت و ممکن است در جذب سطحی رخ دهد در حالی که اکثر عملیات اولیه انرژی آزاد گیبس جذب سطحی گونه ای حمل شده را در حد فاصل جامد/ محلول در نظر گرفته این مدل یون دی کوگیما غیر فعال سطح جذب شده در سطح بار شده ماده فعال عالی را در حد فاصل بخار / محلول در نظر گرفت به دلیل سیار بودن مولکول های ماده فعالی عالی جذب شده در لایه یون های کوگیماند ممکن است توسط ماده فعال کی لت شده در حالی که طی جذب سطحی در سطوح جامد به ندرت نمونه دی جذب سطحی شده توسط جذب سطحی جامد کی لت شده اند از این رو دوره ای انرژی بر مختلف می تواند در عملیات کلاسیک جیمز وهلی و دیگران وجود داشته باشد. بر آن جذب مشترک یک یون غیر فعال سطح عبارت اصلی به صورت در نظر گرفته شده بود که عامل دی الکتریکی هیدروفوبیک کی لت و هیدراسیون را نشان می دهد شکل معاده به صورت روبروست:
در اینجا S وCb برابر نمونه دی جذب شده و غلضت یون فلز انبوه هستند عبارت معادله 3 با در نظر گرفتن کسر لایه هیدراسیون ثانویه بر آورده شده که برای فعل و انفعال با گروه عملی ماده فعال یونی جایگزین یک یون فلزی خواهد شد:
در اینجا rian برابر شعاع کریستال یون فنر rw برابر شعاع ملوکول آب، e برابر با الکنریکی، N برابر عدد آوگادرو ،4 برابر نفوذ پذیری خلا و 78.5 برابر ثابت دی الکتریک آب در 25C است عدد ها فرض می شوند که ثابت دی الکتریکی آب را در میدان الکتریکی خیلی بالادر حد فاصل هوا / محلول نشان دهد. این روش امکان محاسبه ضرائب گزینش بین یون دی نظر را فراهم می سازد. این مورد سازگار با موارد گزینشی تجربی بدست آمده از جذب سطحی در حد فاصل یونهای دود کیل سولفات است.
در حالی که فهم اثر شعاع یونی قابلیت تقویت شده است اما در صورتی فایده مستقیمی ندارد که فردی نخواهد یونهای خاص را جدا نماید مگر این که آنها شعاع دی متفاوتی داشته باشند. برای مثال در مرحله سم زدایی آب طبیعی فردی خواهد یونهای فلزی سنگین خطرناک یا سمی را شناور کند اما یونهای زمین قلیایی برایش باقی مانند. چون شعاع کاتونیCa2+ از کل یونهای فلز انتقال سطری اول فراتر می رود Ca2+ استفاده از فلوتاسیون یون با کلکتورهای یونیساده حذف خواهد شد. معادلات 3 و 4 نشان می دهند که چگالی جذب سطحی یک یون مخالف با چند عامل همچون بار، شعاع یونی، فعل و انفعالات هیدروفوبیک و کی لیت با ماده فعال مشخص شده است. این عوامل می تواند از طریق استفاده از گیلانداعی دستکاری شوند که می توانند کوگیاندار در فلوتاسیون یون پیچیده نماید. معادله 3، زمینه کاری مناسبی را برای تفسیر بررسی دی قبلی اثرات عامل های کمپلکس و هنر، روی فلز تاسیون یون فراهم می سازد.
با استفاده از معادله 3 به عنوان راهنما، اثرات توسط مولفان بررسی شده و به صورت جداگانه نشان داده خواهد شد. ما در اینجا اثرات Trien گیماند محلول آبی عصبی را روی جذب سطحی Ni2+, Cu2+ بررسی می کنیم. Trien شدیداً در حد فاصل محلول – بخار جذب نشده است. Trien انتظار نمی رفت که با کلکتوردی دیگر به دلیل میل ترکیبی بالایی آن برای فاز دی آبی انبوه به صورت مشارکتی جذب سطحی شود و یون های فلزی همچون Ni2+, Cu2+ را حداقل در سطح گیاند را کی لیت نمود که تشکیل یک مجموعه کمپلکس یک به یک داد. شکل 1 ساختار ملکولی این کمپلکس ها را نشان می دهد. معلوم است که کمپلکس سیون باعث افزایش شعاع یونی موثر Ni2+, Cu2+ خواهد شد. این فرایند کمپلک سیون ممکن است امکان فعل و انفعالات هیدروفوبیک نسبتاً کم بین قسمت های اتیلن روی کمپلکس های یونی جذب شده مجاور را حداقل در چگالی دی جذب سطحی باز بالا فراهم سازد. تغییرات روی و تأثیر خواهند داشت.
هدف از این کار، ارزیابی اثر Trien روی قابلیت تفکیک مس و کلسیم و مقایسه رفتار فلوتاسیون یون یون های آبی Ni2+, Cu2+ و کمپلکس دی Ni - Trien2+ بود.
برای تعیین شرایط لازم جهت تضمین برتری گونه های مورد نظر طی بررسی های جذب سطحی، دیاگرام دی با استفاده از ثابت دی پایداری نشان داده شده در جدول را محاسبه شده و در شکل 2c,2b,2a و 2d نشان داده شدند. مشاهده شد که Ni2+, Cu2+ کاملاً توسط Trien در PH:5-12 و 6.9-12 کمپلکس شدند. واضح است که PH به وقت بررسی تخمین این نکته کنترل می شود که گونه ای مورد نظر نسبت به نمونه های هیدرولیز شده ترجیح داده شده اند. سیستم های در PH=5 بررسی شده و سیستم های در PH=6.3 و سیستم در PH=4 بررسی شده بود در حالی - در PH =6.96, PH = 6.67 بررسی شده بودند.
2- مواد و روش ها
2-1- مواد
SDS به عنوان کلکتور استفاده شده بود کلریدیس عیار تحلیلی و کلرید نیکل از آلدریچ خریداری شده بودند. دی سولفات Triem به عنوان عامل کی لیت خنثی استفاده شده بود. نیترات سدیم برای کنترل مقاومت یوی استفاده شده PH محلول با استفاده از NOOH, NHO3 تنظیم شد. همه محلول ها با روش های گرانشی تهیه شده بودند.
2-2- اندازه گیری کشش سطحی
کشش های سطحی SDS – Trien – M (II), SDS – M (II) (در اینجا
M (II) = Cu (II), Ni (II) ) در C 25 با بک کشش سنج سطحی فیشر با استفاده از روش انفصالات زیست Nouy اندازه گیری شده بودند. اندازه گیری (در شبکه های ml 100 حاوی حدود ml60 محلولات نمونه انجام شده بودند. همه ظروف شیشه اندازه گیری با استفاده از محلول اسید سولفوریک متمرکز شده و هشت بار با آب ، دو بار چگالیره شیشه شدند. بین اندازه گیری در رینگ روی یک شعله گرم شده و سپس 3 بار در آب دو بار چگالیره شسته شده برای اندازه گیری کشش سطحی دقیق تر پتاسیته موثر بین محلول دی یون فلز SDS بار بدون Trien و PH محلول و غلظت کل نمونه های کاتیونی در کل تست ها ثابت بودند. در سولفات Trien ، اسیدی می باشد. برای جلوگیری از کاهش با افزایش غلظت Trien، مقادیر مناسبی NOOH 0.1 M اضافه شده بودند. مقادیر یکسان Na No3 به محلول های SDS-M(II) جهت تعادل غلظت دی یون سدیم اضافه شده بودند.
3-2- فلوتاسیون یون
محلول دی فلوتاسیون یون با استفاده از مقادیر مناسبی ماده فعال و یون فلز در بشر ml1000 فراهم شده بودند. PH محلول تنظیم شده که با استفاده از HND3 0.1m صورت رفت. PH برای سیستم های Cu (II), Cu (II) – Trien برابر 0.5 ، برای Ni (II) برابر 6.6 T و برای Ni (II) – Tiren برابر 6.96 بود. سیستم Ca- Trien – H2o Cu- در PH 6.3 و سیستم Cu- Ca- H2o در PH= H.D بررسی شده بود. غلظت های Trien و یون فلز اولیه در تست های مختلف تفاوت داشتند. این غلظت ها همراه با نتایج مناسبی هستند. در همه تست ها به غلظت Trien برای قرار گرفتن در پایین غلظت مسیل بحرانی انتخاب شده بود. یک ستون پلکسی کلاس به طول 0.854 m و قطر داخلی 0.044 m برای تست های فلوتاسیون یون استفاده شده بود و مجهز به یک افشانک گاز 10-15 ym در ورودی هوا و یک بشری در پایه درس شده بود. ستون در مد مخلوطی با حجم اولیه محلول 650 ml راه اندازی شده بود. جریان هوا توسط یک جریان سنج روتومتری اندازه گیری شده بود که توسط جابجایی آب کالیبره شده و حول ml/min 20 نگه داشته شده بود. یک پورت 0.3 m بالای پایه برای نمونه برداری متناوب استفاده شده بود. حدود 3 ml محلول از پورت قبل از کشش هر نمونه تخلیه شده و نمونه (برای به حداقل رساندن دنباله کشی حباب دی هوا به تدریج برداشته شدند، بین آزمایش ها، متون با استفاده از HNO3 1 m تمیز شده و سپس از آن 3 بار با آب دو بار چگالیره تمیز شده بود.
