پاورپوینت عمل آوری محلول ها

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

عمل آوری محلول ها
1- تغلیظ
2- خالص سازی
( شرح فرآیند ها، مثال ها و..)

اسلاید 2 :

روش ها
جذب برروی کربن فعال
تبادل یونی
استخراج با حلال

جذب بر روی کربن فعال و تبادل یونی در ستون های حاوی رزین های تبادی یونی و یا کربن صورت میگیرد. شامل دو مرحله بارگذاری یونهای مورد نظر وبار گیری آنها. در اتمام کار ستون ها قابلیت استفاده مجدد دارند.
در استخراج با حلال محلول لیچ با محلول آلی غیر قابل اختلاط مخلوط وفلز مورد نظر به فاز آلی منتقل و تغلیظ ( خالص ) میشود.
شرح فرآیند.

اسلاید 3 :

شمای کلی جذب، تبادل یونی و استخراج با حلال

اسلاید 4 :

مقایسه روش ها، محدودیت ها و کاربردها برای تغلیظ و خالص سازی

اسلاید 5 :

نسبت توزیع، توزیع ایزوترم

اسلاید 6 :

انواع ذغال

اسلاید 7 :

تخلخل در کربن فعال

اسلاید 8 :

خواص ذغال فعال
به دلايل زير خواص سطحي ذغال چوب فعّال شده با خواص گرافيت يا ذغال سنگ متفاوت است :
الف) تخلخل بالا و سطح مخصوص زياد در نتيجه فرآيند فعّال كردن.
ب)پيدايش گروه‏هاي سطحي آلي كه در حين فرآيند فعّال كردن تشكيل و باعث آب پذير شدن سطح مي‏گردد بدين معني كه سطح آنها با آب مرطوب مي‏شود.
در نتيجه ذغال چوب فعّال شده را مي‏توان مادّه‏اي در نظر گرفت كه داراي سطح قطبي است

اسلاید 9 :

اثر دماي فعّال كردن بر روي خواص زغال قندكه با اكسيژن فعّال شده است

اسلاید 10 :

ساختار بعضي اكسيدهاي سطحي موجود در سطح كربن فعّال شده
حضور گروه های سطحی آلی سطح را آب پذیر میکند. این مقادیر هیدروژن و اکسیژن به طور شیمیائی و پیچیده به هم متصاند و بنابراین کربن فعال بیشتر شبیه یک پلیمر آلی است تا شکل آمورف کربن عنصری.

اسلاید 11 :

برخی از خواص مهم کربن فعال-1
واكنش با يون‏هاي فلزي :
در غياب عوامل كمپلكس ساز و در pH پايين هيچ‏گونه يون‏ فلزي جذب نمي‏شود . امّا، وقتي كه محلول خنثي يا اسيدي ضعيف از يون‏هاي فلزي (pH>4) مانند جيوه ، مس ، كبالت ، نيكل يا سرب در تماس با ذغال قرار مي‏گيرند، عمل جذب به دليل وجود فرآيند رسوب اتفاق مي‏افتد
يك كيلوگرم ذغال در حدود 2 گرم يون فلز را جذب مي‏كند. اين موضوع اساس حذف آلودگي از آب‏هاي سطحي حاوي يون‏هاي فلزي به وسيله ذغال فعّال شده مي باشد.

اسلاید 12 :

برخی از خواص مهم کربن فعال-2
خواص احياكنندگي:
ذغال‏هاي L- محلول نمك‏هاي Au(III) ، Ag(I) وHg(II) را در دماي معمولي به آساني به فلزات آنها احيا مي‏كند.
C + H2O ------- CO2 + 4 H+ + 4e-
Au3+ + 3e- ------- Au0
واكنش كلّي ‏:
4Au3+ + 3C + 6H2O ------- 4Au0 + 3CO2 + 12H+
واكنش مزبور اساس روش اوليه بازيابي طلا از محلول ليچ كلر بود.

اسلاید 13 :

منحني ( ايزوترم ) جذب سطحي
منحني ( ايزوترم ) جذب سطحي :
عمل‏كرد جامداتي كه در تماس با گازها قـــرار دارند نشان داد كه مقدار گاز (w) جذب شده به وسيله‏ي واحد جرم مادّه‏ي جذب كننده با ميزان فشارگاز تغيير مي‏كند . رابطه بين آنها به صورت تجربي طبق رابطه زير بيان شده است :
W=kp1/n
كه p فشار گاز و k و n مقادير ثابتي هستند (n>1) . اين رابطه به عنوان ايزوترم جذب سطحي بنام كاشف آن فرند ليچ (Freundlich) شناخته مي‏شود. رسم لگاريتم اعشاري w نسبت به لگاريتم اعشاري P خط راست با شيب1/n را مي‏دهد .
این رابطه بعدا" براي جامدات، شامل ذغال فعّال شده نيز، در تماس با محلول‏هاي آبي حاوي يك مادّه‏ي حل شده مورد استفاده قرار گرفت.در اين حالت رابطه به‏صورت زير تغيير مي‏كند.
W=kC1/n
كه w مقدار مادّه‏ي محلول جذب شده و C غلظت آن است و رسم لگاريتم اعشاري w نسبت به لگاريتم اعشاري C خط راست با شيب1/n را مي‏دهد

اسلاید 14 :

اثر دما
در بررسي و مطالعه اثر دما بر روي پديده جذب سطحي اين نتيجه حاصل شد كه بعضي فرآيندها با افزايش دما كاهش و بعضي ديگر افزايش مي يابند. در نتيجه دونوع فرآيند جذب سطحي وجود دارد : فيزيكي و شيميايي.
جدب سطحي فيزيكي: در ايــــن فرآيند مقدارگاز جذب شده درحالت تعادل با افزايش دماكاهش مي يابد. زيرا كه فرآيند كمي گرمازا است.كه از معادله وانت هوف (van,t Hoff,s) پيروي مي‏كند.
وقتي كه H  مثبت است يعني واكنش حرارت گير است در نتيجه K2 بزرگ‏تر از K1 خواهد بود، و وقتيH  منفي است يعني واكنش حرارت زا است لذا K1 بزرگ‏تر از K2 خواهد بود.
بدين ترتيب مقدارگاز جذب شده با افزايش دما كاهش مي يابد

اسلاید 15 :

: ايزوترم‏هاي جذب سطحي سيانيد نقره روي ذغال چوب فعّال شده

اسلاید 16 :

جذب شیمیائی
در اين فرآيند مقدار گاز جذب شده در حالت تعادل با افزايش دما افزايش مي يابد، زيرا فرآيند گرماگير است. اين روش به عنوان فرآيند جذب شيميايي شناخته شده است . اين فرآيند يك واكنش شيميايي و غير قـــابل بـرگشت است و ممكن است به‏صورت تبادل يون يا رسوب باشد
مثال، جذب سطحي يون فلوريد روي بلور هيدروكسي آپاتيت:
Ca10(PO4)6(OH)2 + F- --------- Ca10(PO4)6(OH)F + OH-

اسلاید 17 :

اثر حلاّل‏هاي آلي

اسلاید 18 :

اثر دما روي جداسازي طلا در محلول قليايي سيانيد حاوي متانول شرايط: متانول 20 درصد، سود 1 درصد ، سيانورسديم 1/0 درصد

اسلاید 19 :

اثريون‏هاي خارجي
جذب سطحي طلا از محلول سيانيد با افزايش غلظت ديگر آنيون‏هاي موجود در محلول مانند آنيون‏هاي CN- يا OH- كاهش مي يابد. يون‏هاي با بار مثبت مانند Na+ يا Ca+ جذب نمي شوند و اثري بر روي جذب سطحي طلا ندارند. امّا كربنات كلسيم روي سطح ذغال رسوب مي كند زيرا اكسيد كلسيم كه طي ليچينگ براي تنظيم pH به كار مي‏رود با CO2 جذب شده از هوا رسوب كربنات كلسيم را تشكيل مي‏دهد. همچنين ممكن است كه به‏علت وجود H2O2 در محلول ليچ پراكسيد كلسيم، CaO2 ، رسوب كند. به علت مسدود شدن خلل و فرج ذغال چوب توسّط اين رسوب‏ها ، معمولاً در مرحله توليد مجدّد ذغال يك مرحله ليچ اسيدي انجام مي‏شود تا رسوب‏ها را در اين مرحله حل نمايد.

اسلاید 20 :

فرآيند جدا سازي
درحالي كه هيدروكسيدهاي فلزي يا نمك‏هاي بازي راسب شده روي ذغال چوب در مرحله جذب را به وسيله‏ي اسيدها مي‏توان حل و جدا نمود ، امّا طلا را به علت تشكيل سيانيد طلاي غير محلول، نمي‏توان به وسيله‏ي اسيدها از ذغال چوب فعّال شده حذف نمود:
[Au(CN)2]- + H+------ AuCN(ppt.) + HCN(g)
روش معمول براي جدا سازي طلا ، شستشوي ذغال با محلول گرم و غليظ قليايي سيانيد سديم است.