26768

بررسي سينتيك و اثر پارامترهاي عملياتي بر روي فرايند استخراج واناديوم در يك ستون استخراج تك قطره منفرد

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي- فرايندهاي جداسازي

1398

1400/12/14

احمد رهبر كليشمي - عليرضا همتي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

عناصر واناديوم (V)و موليبدن (Mo) جزو عناصر واسطه هستند كه با توجه به كاربردهاي فراوانشان بسيار مورد توجه قرار گرفته¬اند. در اين پژوهش استخراج حلالي V(V)وMo(VI) از محلول اسيد آبي شبيه سازي شده به كاتاليست‌هاي مصرفي در صنعت نفت كه حاوي يون‌هاي فلزي ديگري نظير Al(III) وNi(II) با مخلوط سيانكس 272 و آليكوات 336 رقيق شده در كروزن مطالعه گرديد. از روش سطح پاسخ (RSM) بر مبناي طرح مركب مركزي (CCD) به منظور مدل سازي تجربي و بهينه سازي استفاده گرديد تا ابعاد جديدي از اثرهاي برهم¬كنشي در فرآيند استخراج حلالي يون‌هاي فلزي روشن گردد. در مرحله استخراج، مقادير pH در محدوده 1 تا 3 انتخاب شد. نتايج در مقياس ناپيوسته نشان داد با افزايش pH در محدوده 1تا 2 درصد استخراج افزايش يافته و مقدار بهينه استخراج در محدوده 1.8 تا 2 بدست آمد. در اين محدوده، مقدار استخراج به 94.3 مي رسد و در نهايت با افزايش pH از 2 تا 3 استخراج كاهش مي‌يابد. علاوه بر اين، غلظت فاز آلي از 5 تا 25٪ حجمي مورد بررسي قرار گرفت. با افزايش غلظت فاز آلي تا غلظت 20% حجمي، استخراج افزايش يافته و با افزايش بيشتر غلظت، تغييرات محسوسي در استخراج صورت نمي‌گيرد. با بررسي نمودار مك كيب ، يك مرحله براي استخراج كامل واناديوم با R4NCy پيش بيني شد. در مرحله بازيابي واناديوم و موليبدن، تاثير عوامل نظير اسيد سولفوريك و آمونياك و تغييرات غلظت آن‌ها بر بازيابي اين دو يون فلزي بررسي شد.اسيد سولفوريك و آمونيوك با غلظت 1-3.5 مولار، بيشترين مقدار بازيابي تا حد 81٪ براي واناديوم و 98.5% براي موليبدن، حاصل شد. در اين راستا اثر پارامترهاي فرآيندي نظير غلظت سيانكس 272 يا آليكوات 336 در مقياس پيوسته،pH اوليه فاز آبي،قطر نازل ورودي و غلظت يون واناديوم و هيدروژن و در نهايت غلظت مولكول آليكوات336 و سيانكس272 در يك ستون قطره منفرد مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از بهينه سازي نشان داد كه استخراج كننده آليكوات 336داراي عملكرد مناسب تري براي استخراج و جداسازي واناديوم از محلول آبي است. در اين راستا بازدهي استخراج واناديوم به 99.6% رسيد. نتايج نشان داد كه نرخ استخراج با افزايش غلظت يون فلز،قطر نازل و غلظت استخراج كننده ها افزايش مي‌يابد در حالي كه با افزايش اسيديته فاز آبي نرخ استخراج كاهش مييابد.

1401/03/30

Investigation of kinetics and effect of operational parameters on vanadium extraction process in a single single drop extraction column

3/5/2023 12:00:00 AM

The elements vanadium (V) and molybdenum (Mo) are intermediate elements that have received much attention due to their many applications. In this study, solvent extraction of V (V) and Mo (VI) from aqueous acid solution simulated to catalysts used in the oil industry containing other metal ions such as Al (III) and Ni (II) with a mixture of cyanide 272 and aliquate 336 diluted in Kreuzen was studied. The response surface methodology (RSM) based on the central composite design (CCD) was used for experimental modeling and optimization to clarify new dimensions of the interaction effects in the solvent extraction process of metal ions. In the extraction step, pH values in the range of 1 to 3 were selected. The results showed that by increasing the pH in the range of 1 to 2%, the extraction increased and the optimal amount of extraction was obtained in the range of 1.8 to 2%. In this range, the amount of extraction reaches 94.3 and finally decreases with increasing the pH from 2 to 3 extractions. In addition, organic phase concentrations from 5 to 25% by volume were investigated. With increasing the concentration of organic phase to a concentration of 20% by volume, the extraction increases and with further increase of the concentration, no significant changes in extraction occur. By examining the McCabe diagram, a step for complete vanadium extraction with R4NCy was predicted. In the recovery phase of vanadium and molybdenum, the effect of factors such as sulfuric acid and ammonia and changes in their concentrations on the recovery of these two metal ions were investigated. For molybdenum, obtained. In this regard, the effect of process parameters such as the concentration of cyanide 272 or aliquate 336 on a continuous scale, the initial pH of the aqueous phase, the diameter of the inlet nozzle and the concentration of vanadium and hydrogen ions and finally the concentration of aliquate 336 and cyanide 272 in a single drop column were investigated. The results of optimization showed that the aliquate 336 extractor has a better performance for extracting and separating vanadium from aqueous solution. In this regard, the extraction efficiency of vanadium reached 99.6%. The results showed that the extraction rate increases with increasing metal ion concentration, nozzle diameter and extractors concentration, while with increasing aqueous phase acidity, the extraction rate decreases.

Pardis Mir Shekar

Dr. Ahmad Rahbar