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

كارشناسي ارشد

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.

194459

دانشگاه علم و صنعت ايران

شيمي تجزيه

دكتر منصور انبياء