استخراج پیوسته فلزات سنگین با استفاده ازروش غشاء مایع امولسیونی

در این پژوهش استخراج پیوسته فلزات سنگین با استفاده از غشاء مایع امولسیونی از محلول آبی سنتز شده مورد مطالعه و بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. فرآیند غشاء مایع امولسیونی به دلیل مزایای فراوان از جمله شار بالای انتقال جرم (به دلیل سطح بالا و انتقال جرم همراه با واکنش شیمیایی) و عدم وجود محدودیتهای تعادلی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. استخراج فلزات سنگین یکی از مهمترین کاربرد‏های این روش می‏باشد که فرآیند پیوسته‏ی آن هدف اصلی این پژوهش می‏باشد. انجام آزمایشات فرآیند پیوسته مستلزم طراحی و ساخت تماس‏دهنده‏ای خاص می‏باشد، به همین منظور ستونی شبیه ستون استخراج oldshue - rushton به گونه‏ای طراحی و ساخته شد که در عین ثابت بودن ارتفاع مراحل، جهت تأثیر تعداد مراحل بر میزان استخراج ارتفاع کلی برج متغیر می‏باشد. با توجه به تعداد زیاد متغیرهای موثر بر این فرآیند ابتدا مقادیر بهینه‏ی متغیرها با استفاده از فرآیند ناپیوسته تعیین و سپس این مقادیر در فرآیند پیوسته استفاده شده است. در این پژوهش استخراج کروم و زیرکونیوم مورد مطالعه قرار گرفته است که مواد مورد استفاده عبارتند از: span80 به عنوان ماده‏ی فعال سطحی، d2ehpa به عنوان ماده‏ی حامل، پارافین به عنوان غشاء، hcl به عنوان فاز داخلی و نمکهای کروم و زیرکونیوم به عنوان فاز خارجی. با توجه به مطالعات صورت گرفته‏ی قبلی بر روی استخراج کروم با استفاده از این فرآیند و تعین مقادیر بهینه‏ی متغیرها، در فرآیند ناپیوسته تنها اثر ویسکوزیته‏ی فاز غشاء بررسی شده است. این بررسی نشان می‏دهد میزان استخراج با افزایش ویسکوزیته‏ی فاز غشاء افزایش می‏یابد اما میزان تورم امولسیون با افزایش ویسکوزیته‏ ابتدا کاهش و سپس افزایش می‏یابد. در استخراج زیرکونیم با این روش که تا کنون بررسی نشده است تأثیر متغیرهای موثر بر فرآیند بررسی و مقادیر بهینه‏ی آنها تعیین شده است. دور همزن، غلظت ماده‏ی حامل، غلظت ماده‏ی فعال‏سطحی، نسبت غشاء به فاز داخلی(o/w) و زمان تماس متغیرهایی هستند که تأثیر آنها بر میزان استخراج بررسی و مقادیر بهینه‏ی آنها تعیین شده است که به ترتیب عبارتند از: rpm 400، v/v % 1، v/v % 1، 2 و 6 دقیقه. در نهایت از مقادیر بهینه‏ی بدست آمده در فرآیند ناپیوسته جهت انجام آزمایش‏های فرآیند پیوسته استفاده شد. متغیرهای مورد بررسی در فرآیند پیوسته عبارتند از شدت جریان خوراک، نسبت شدت جریانها و غلظت فاز خارجی. میزان استخراج کروم در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 99 می‏باشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته می‏باشد. در مورد زیرکونیوم نیز میزان استخراج در شرایط بهینه برای فرآیند پیوسته % 53/99 می‏باشد در حالی که در همین شرایط میزان استخراج فرآیند ناپیوسته % 95 بوده که نشان از افزایش 5/4 درصدی بازده فرآیند پیوسته در مقایسه با فرآیند ناپیوسته می‏باشد. در مجموع فرآیند پیوسته‏ی غشاء مایع امولسیونی جایگزین بسیار مناسبی برای فرآیندهای قدیمی و کم بازده می‏باشد.