22101

استخراج مخلوط عناصر كمياب خاكي از لجن توليد فسفر با استفاده از حلال آلي تري بوتيل فسفات

كارشناسي ارشد

شيمي تجزيه

1398

1398/8/25

دكتر منصور انبياء

شيمي

سرباره كارخانه فسفر كه حاوي ppm 726 عناصر كمياب خاكي است، به‌عنوان يك منبع ثانويه براي استخراج اين عناصر ارزشمند شناخته‌شده است. در پژوهش حاضر باهدف بازيابي عناصر كمياب خاكي از سرباره كارخانه فسفر، فرآيندهاي آماده¬سازي نمونه، حذف كلسيم به‌عنوان عنصر مزاحم، فروشويي عناصر كمياب خاكي، استخراج با حلال آلي و رسوب¬گيري روي نمونه انجام شد. مرحله آماده¬سازي نمونه شامل خشك نمودن نمونه در دماي 60 درجه سانتي‌گراد و كوچك كردن سايز ذرات با استفاده از آسياب گلوله¬اي مي¬باشد. در مرحله بعد براي حذف كلسيم به‌عنوان عنصر مزاحم شست و شوي سرباره توسط آمونيم نيترات سه مولار انجام گرفت. در ادامه به‌منظور انحلال عناصر كمياب خاكي از اسيد نيتريك تحت عنوان فرآيند فروشويي استفاده شد. در آخر نيز براي جداسازي اين عناصر روش استخراج حلالي توسط حلال تري بوتيل فسفات به‌كاربرده شد. طراحي آزمايش‌ها و تحليل‌هاي آناليز واريانس هر دو مرحله‌ فروشويي و استخراج حلالي، با استفاده از نرم‌افزار Design Expert v11.0 انجام گرفت. بعد از انجام عمليات فروشويي، شرايط بهينه آن كه شامل نيتريك اسيد با غلظت 8 مولار، زمان 5ر2 ساعت، نسبت جامد به مايع 3 و دماي 75 درجه سانتي‌گراد بود؛ به دست آمد كه در اين شرايط ميانگين درصد استخراج براي عناصر كمياب خاكي بعد از نمونه¬گيري از محلول و آناليز ICP-OES حدود 40 درصد گزارش شد. همچنين بعد از انجام فرآيند استخراج حلال شرايط بهينه اين فرآيند نيز به اين صورت به¬دست¬آمد: غلظت استخراج‌كننده 1 مولار، نسبت فاز آلي به آبي3ر2، pH برابر با 4ر0و مدت‌زمان 80 دقيقه؛ كه در اين شرايط مقادير بازيابي براي عناصر كمياب خاكي به طور ميانگين 68 درصد بود. بدين ترتيب روشي براي استخراج عناصر كمياب خاكي از سرباره فسفر معرفي شد. همچنين فرآيند رسوب¬گيري باهدف به دست آوردن اكسيد عناصر كمياب خاكي، در دو مرحله با دو عامل رسوب‌دهنده اگزاليك اسيد و آمونياك انجام شد. در آخر به‌منظور آگاهي از ساختار و عناصر تشكيل‌دهنده رسوب حاصل از فرآيند فروشويي سرباره فسفر، آناليزهاي طيف¬سنجي مادون¬قرمز، طيف‌سنجي پراكندگي اشعه ايكس، الگوي پراش اشعه ايكس و طيف‌سنجي فلورسانس پرتوايكس گرفته شد.

1399/04/02

Extraction of Mixture of Rare Earth Elements via Tributyl Phosphate from Phosphorus Plant Slag

11/15/2020 12:00:00 AM

The term “Rare Earth”, represents 17 metalic elements such as Sc, Y and Lanthanides wich have similar chemical properties. In the present study, Phosphorus Plant Slag was used for leaching and solvent extraction of Cerium and Lanthanum. In order to optimize the rare earth elements dissolution operational parameters, design of experiment was carried out with Response Surface Methodology (RSM) using by DX7 software. In the first step Ca2+ was separated by leaching the slag with ammonium nitrate. After that the slag digested in concentrated nitric acid optimum conditions of leaching tests was found as follow: 8M nitric acid, 2.5 hours time and 3 for liquid to solid ratio. According to this condition the value of precent extractaions for REEs were 40%. silicon-containing cake obtained from the first stage was characterized Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray Diffraction (XRD), Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDX). Solvent extraction of REEs were carried out using tributhyl phosphate (TBP), maximum value of extraction precentages of REEs were observed in TBP concentration of 0.907 mol/L, time of 77.06 mins and pH value of 0.398. Recovery extraction achieved 68 percent of these elements from leach liquor.

شيمي تجزيه