بخشی از مقاله
چکیده
استخراج حلالی یکی از روشهای تصفیه فلزات از محلولها و پس ابهای صنعتی می باشد که طی آن یونهای فلزی از یکدیگر جدا می گردند.در این پژوهش با استفاده از این روش و حلال آلی D2EHPA - دی دو اتیل هگزیل فسفریک اسید - ، مولیبدن از محیط اسیدی استخراج گردید، استخراج کننده D2EHPA جزء خانواده اسیدهای آلی فسفردار است که فلزات را از طریق تعویض با یک اتم هیدروژن اسیدی استخراج میکند - تعویض کاتیونی - .
مولیبدن در محدوده وسیعی از pH بصورت گونه های کاتیونی وجود دارد به همین دلیل استخراج کننده های کاتیونی بیشتر نسبت به استخراج کننده های آنیونی - آمین ها - مورد توجه قرار گرفته اند و دلیل استفاده از D2EHPA در میان استخراج کننده های اسیدی در دسترس بودن آن بود.
در آزمایشات انجام شده تاثیر دما و غلظت فلز موجود در فاز آبی بر درصد استخراج، در محدوده ای وسیع از - -0/6 ,4 - pH مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج بدست آمده بیش از %95 درصد استخراج در 240 ثانیه انجام می شود و بالاترین درصد استخراج در دمای 60 درجه سانتیگراد در غلظت %40 حجمی استخراج کننده D2EHPA بدست آمد و همچنین کاهش غلظت فلز در فاز آلی تا 127/5 گرم بر لیتر باعث افزایش راندمان استخراج گردید.
مقدمه
مولیبدن با علامت اختصاری Mo دومین عنصر گروه ششم فرعی است. امروزه به دلیل افزایش منابع ثانویه مولیبدن، مطالعات بسیاری بر روی روش های بازیابی مولیبدن صورت گرفته و روش های هیدرومتالورژیکی بسیاری برای این امر مورد استفاده قرار گرفته است، که مناسب ترین روش ها شامل ترسیب شیمیایی،جذب توسط کربن فعال،تعویض یونی واستخراج حلالی می باشد.
مکانیزم استخراج حلالی بصورتی است که در آن مولکولهای استخراج کننده در واکنش با یونهای فلزی محلول در آب، کمپلکس آلی از فلز محلول در محیط آبی می دهد که در صورت وجود تعادل در فاز آلی به صورت پایدار باقی میماند. شرایط تعادل بستگی به عواملی همچون دما، اسیدیته تعادلی یا pH، مقدار عامل استخراج کننده و همچنین غلظت یون فلزی دارد. بنابراین استخراج حلالی یک فرآیند تعادلی است که در آن دو فاز نامحلول آبی و آلی با یکدیگر به تعادل میرسند .
در این پژوهش تاثیرات دما و غلظت فلز موجود در فاز آبی بر درصد استخراج حلالی مولیبدن از محیط اسیدی توسط غلظت مشخصی از حلال آلی D2EHPA - دی دو اتیل هگزیل فسفریک اسید - مورد بررسی قرار گرفت، در این فرایند مولیبدن با مکانیزم تعویض کاتیونی استخراج شد.
تاکنون مطالعات زیادی بر روی استفاده از استخراج حلالی با استفاده از استخراج کنندههای اسیدی و شلات کننده از جمله Cyanex 301، Alamine 336، LIX 84-1، LIX 63، TBP و D2EHPA برای جدایش مولیبدن و وانادیم، مولیبدن وتنگستن صورت پذیرفته است. از آنجایی که تابع لگاریتمی ضریب توزیع - D - با عکس دما رابطه مستقیم دارد، بنابراین با اندازه گیری ضریب توزیع در شرایط معین و دماهای گوناگون میتوان شرایط استخراج را معین نموده و مقدار انتالپی و انتروپی واکنش را بدست آورد. همچنین میتوان با بررسی رابطه بین ضریب توزیع و دما مقدار انتالپی استاندارد واکنش را می توان استخراج نمود.
امروزه با توجه به نیاز به بازیابی و تصفیه مولیبدن از محلولهای حاصل از لیچنگ کاتالیست های مصرف شده، و همچنین در دسترس بودن حلال آلی D2EHPA، به دنبال تحقیقات انجام شده در این مقاله سعی شده است، شرایط امکان سنجی فرآیند استخراج حلالی مولیبدن با توجه به تاثیرات دما و غلظت فلز در فاز آبی توسط حلال آلی D2EHPA مورد بررسی قرار گیرد.
مواد و روش تحقیق
محلول های آبی از انحلال اسید سولفوریک و نمک هپتا مولیبدات آمونیوم محصول شرکت روسیه در آب مقطر بدست آمدند و محلول های آلی شامل استخراج کننده دی دو اتیل هگزیل فسفریک اسید - D2EHPA - و کروزین ساخت شرکت فلوکا - FLUKA - می باشند. در این بررسی حجم های مساوی از محلول های آبی و آلی به مدت 45 دقیقه توسط یک دستگاه همزن مکانیکی هم زده شدند تا به تعادل برسند. جدایش دو فاز توسط قیف دکانتور انجام شد. برای تعیین مقدار استخراج، مقدار pH محلول های آبی توسط دستگاه pH متر گرفته شد و مقدار غلظت فلز در محلول های آبی با روش آنالیز دستگاهی بوسیله دستگاه جذب اتمی تعیین شد و برای بدست آوردن آنالیز فاز آلی، غلظت باقی مانده فلز در فاز آبی که بوسیله جذب اتمی مشخص شد از غلظت اولیه آن که در فاز آبی حل شده کم شد.
در این آزمایش ها برای بررسی اثر غلظت نمک هپتا مولیبدات مولیبدن، 5 سری آزمایش در دمای محیط انجام شد. در هر سری آزمایش، محلول آبی شامل 13 محلول اسید سولفوریک در محدوده - -0/6 ,4 - pH می باشد، که غلظت نمک مولیبدن در هر سری از محلول های آبی 8/5، 42/5، 63/75، 85، 127/5 گرم بر لیتر می باشد و محلولی با درصد حجمی 10 از حلال D2EHPA بعنوان فاز آلی مورد استفاده قرار گرفت.
برای بررسی اثر دما، آزمایشاتی در دماهای 0 ، 20 ، 40 و 60 درجه سانتیگراد انجام شد، برای کنترل دما از یک حمام بن ماری استفاده شد. برای فراهم کردن دمای صفر درجه سانتیگراد داخل حمام پر از یخ شده و مقداری هم آب اضافه شده تا تکان خوردن ارلن ها با مشکل مواجه نشود. در هر چهار سری آزمایش از محلول آلی با ترکیب 10% D2EHPA و 90 % کروزن و محلول آبی با غلظت 85 گرم بر لیتر نمک مولیبدن استفاده شد. 0/7 cm باشد. بین پاراگرافها فاصله اضافه قرار داده نشود.
نتایج و بحث
استخراج مولیبدن تحت شرایط مختلف اسید و استخراج کننده انجام شد. قبل از انجام هر آزمایش برای پی بردن به زمان مورد نیاز برای تماس فاز آبی و فاز آلی - زمان به تعادل رسیدن واکنش استخراج - ، از محلول آبی با غلظت 85 گرم بر لیتر نمک مولیبدن و محلول آلی با غلظت %5، %10، %20 و %30 حجمی D2EHPA استفاده شد و به ترتیب در زمان های 1، 2، 3، 4، 5، 7/5، 10، 15، 20 و 30 دقیقه استخراج صورت گرفته است
