دسترسی به منابع مقالات : استخراج نقطه ی ابری اورانیم و اندازه گیری آن در نمونه های …

۰
۱۲ ۱۱ ۱۰ ۹ ۸ ۷ ۶ ۵ ۴ ۳ ۲ ۱ ۰
درصد کمپلکس
pH
شکل ۴-۵- توزیع کمپلکسهای U(VI) –HQ 8 به صورت تابعی از pH برای نسبت مولی۱۰= [U]/[HQ8] و ۱- mmol/L1/0=[U] [14].
شکل ۴-۶- راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از pH محیط؛
۱- mgL20=[U] ، ۲۰=[U]/HQ]-8 [، (w/v) %5/0=]114-[X ،˚C 50=Teq، min15=teq،min10=trot، rpm5000= ω
۴-۵- تأثیر غلظت سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانیم
سورفکتانت غیر یونی تریتون ۱۱۴-X نه تنها به دلیل کارآیی بالایش (۳-۴-۲) بلکه به دلیل دمای نقطهی ابری پایینش و چگالی بالای فاز غنی از سورفکتانت، که تفکیک فاز با استفاده از سانتریفیوژ را تسهیل میکند، انتخاب شد. یک استخراج نقطهی ابری موفق بایستی کارآیی استخراج را بیشینه و نسبت حجم فازها را کمینه سازد.
شکل ۴-۷ راندمان استخـراج اورانیـم را به صورت تابعی از غلظت تریـتون ۱۱۴-X نشان میدهد. همانطور که در شکـل ۴-۷ مشاهده میشود در غلظتهای پایین سورفکتانت، راندمان استخراج احتمالاً به دلیل عدم کفایت مجموعهها برای به دام انداختن کمی کمپلکس آب گریز پایین است[۱۹]. افزایش بیشتر در غلظت تریتون ۱۱۴-X (غلظتهای بالای (w/v) %25/0) احتمالاً به دلیل افزایش حجم فاز غنی از سورفکتانت به کاهش راندمان استخراج اورانیم منجر شده است [۱۱۷]. لذا غلظت (w/v)%25/0 به عنوان غلظت بهینهی سورفکتانت برای ادامهی عملیات استخراج نقطهی ابری اورانیم برگزیده شده است.
شکل ۴-۷- راندمان استخراج اورانیم بر حسب غلظت سورفکتانت ؛
۶=pH ، ۱- mgL20=[U] ، ۲۰=[U]/HQ]-8 [،˚C 50=Teq، min15=teq،min10=trot، rpm5000= ω
۴-۶- تأثیر غلظت لیگاند بر میزان استخراج اورانیم
طبیعت عامل کیلیت ساز و غلظت آن از عوامل مهمی هستند که باید مورد ملاحظه قرار گیرند. کارآیی استخراج نقطهی ابری بستگی به قدرت آبگریزی لیگاند و کمپلکس تشکیل شده، ثابت تعادل ظاهری در محیط میسلی، سینتیک تشکیل کمپلکس و انتقال بین فازها دارد. در مطالعهی حاضر، -HQ8 به عنوان عاملی که در گسترهی pH مورد مطالعه، با U(VI)کمپلکس (فلز: لیگاند) ۲:۱ تشکیل میدهد، به کار رفته است. تغییرات راندمان استخراج U(VI) با نسبت مولی HQ]/[U]8[ در محدودهی ۰ تا ۵۰ در شرایط بهینه (از نظر pH و غلظت سورفکتانت) در شکل ۳-۸ نشان داده شده است. نتایج نشان میدهدکه در محدودهی نسبت مولی ۳۰ تا ۴۰ استخراج بیشتری صورت میگیرد. بنابراین، مقدار بهینهی نسبت مولی HQ]/[U]8[برابر ۳۰ انتخاب شد.
کاهش راندمان استخراج در نسبتهای مولی بالاتر احتمالاً به دلیل بی بار بودن لیگاند است که که بیشتر از کمپلکس استخراج میشود و از آنجا میزان استخراج کمپلکس و در نتیجه راندمان استخراج کاهش مییابد [۱۲۰و۱۲۱].
شکل ۴-۸- راندمان استخراج اورانیم بز حسب غلظت لیگاند؛
۶=pH ، ۱- mgL20=[U] ، (w/v) %25/0=]114-[X ،˚C 50=Teq، min15=teq،min10=trot، rpm5000= ω
۴-۷- تاثیر دمای تعادل، زمان تعادل و زمان ماند در سانتریفیوژ بر میزان استخراج اورانیم
دمای بهینهی تعادل و زمان بهینهی انکوباسیون برای تکمیل استخراج و برای دست یافتن به جدایش آسان فازها لازماند. همچنین استفاده از پایینترین دماهای تعادل و کوتاهترین زمان انکوباسیون حالت مطلوب است که این، تکمیل واکنش و جدایش مؤثر فازها را با هم سازگار میسازد. به نظر میرسد که نسبت حجم فاز تمامی سورفکتانتهای غیریونی با افزایش دمای تعادل کاهش مییابد. بزرگترین راندمان استخراج میتواند هنگامی به دست آید که استخراج نقطهی ابری در دمای کاملاً بالاتر از دمای نقطهی ابری سورفکتانت صورت گیرد. بستگی راندمان استخراج به دمای تعادل در گسترهی دمایی ۳۰ تا ۷۰ درجهی سانتیگراد مورد بررسی قرار گرفت. همانطور که در شکل ۴-۹ نشان داده شده است دمای بهینه در بازهی ۴۰ تا ۶۰ درجهی سانتی گراد است. از اینرو، دمای تعادلی ۵۰ درجهی سانتیگراد برای آزمایشهای بعدی انتخاب شد.
تاثیر زمان انکوباسیون بر روی راندمان استخراج در بازهی زمانی ۱۵ تا ۶۰ دقیقه مورد بررسی قرار گرفت و همانطور که شکل ۴-۱۰ نیز دیده میشود، زمان انکوباسیون ۳۰ دقیقه برای استخراج یونهای فلزی مناسب میباشد.
اثر زمان ماند در سانتریفیوژ در محدودهی زمانی ۵ تا ۲۰ دقیقه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. با توجه به این که جداسازی کامل فازها در این بازهی زمانی صورت میگیرد و بهبودی چندانی برای زمانهای طولانیتر حاصل نمیشود و همانطور که شکل ۴-۱۱ نشان میدهد زمان ماند ۱۵ دقیقه برای ادامهی عملیات مناسب میباشد.
شکل ۴-۹- تغییرات راندمان استخراج اورانیم با دمای تعادلی؛
۶=pH ، ۱- mgL20=[U] ، ۳۰=[U]/HQ]-8 [، (w/v) %25/0=]114-[X ، min15=teq،min 10=trot، rpm5000= ω
شکل ۴-۱۰- راندمان استخراج اورانیم به صورت تابعی از زمان انکوباسیون؛
۶=pH ، ۱- mgL20=[U] ، ۳۰=[U]/HQ]-8 [، (w/v) %25/0=]114-[X ،˚C 50=Teq، min10=trot، rpm5000= ω
شکل ۴-۱۱- راندمان استخراج اورانیم بر حسب زمان ماند در سانتریفیوژ؛
۶=pH ، ۱- mgL20=[U] ، ۳۰=[U]/HQ]-8 [، (w/v) %25/0=]114-[X ،˚C 50=Teq، min30=teq،rpm5000= ω
۴-۷-۱- پارامترهای ترمودینامیکی
برای محاسبهی میزان تغییرات آنتالپی (H∆) و تغییرات آنتروپی (S∆) مربوط به فرایند استخراج نقطهی ابری اورانیم(VI) از معادلهی معروف وانتهف استفاده شده است [۱۳۴]
(۴-۱)
که در آن R ثابت گازها (۱-K1-J mol 314/8) میباشد. همانطور که از رابطهی (۱-۴) برمیآید یک رابطهی خطی بینLn(D) و عکس درجه حرارت وجود دارد. لذا، اگر این خط راست ترسیم شود، از روی ضریب زاویه و عرض از مبداء آن میتوان به ترتیب، مقادیرH∆ و S∆ را محاسبه کرد. در شکل۴-۱۲ میتوان این خط را ملاحظه نمود. مقدار انرژی آزاد گیبس نیز از رابطهی زیر قابل محاسبه است
(۴-۲)
مقادیر کمیتهای ترمودینامیکی مربوط به واکنش استخراج نقطهی ابری یون اورانیل در جدول ۴-۲ آورده شده است. براساس اطلاعات جدول۴-۲، مقدار ∆H مربوط به واکنش استخراج یون اورانیل مثبت و در نتیجه فرایند استخراج گرماگیر است. همچنین منفی بودن انرژی آزاد گیبس حاکی از آن است که فرایند استخراج یون اورانیل، در شرایط کاری به کار گرفته شده یک فرایند خود به خودی است.
شکل۴-۱۲- تغییرات لگاریتم ضریب پیشتغلیظ با عکس دما.
جدول ۴-۲- کمیتهای ترمودینامیکی مربوط به استخراج نقطهی ابری یون اورانیل

این مطلب را هم بخوانید :  استخراج نقطه ی ابری اورانیم و اندازه گیری آن در نمونه های آبی ...

منبع فایل کامل این پایان نامه این سایت pipaf.ir است