دانلود پایان نامه درباره مواد شوینده، مدل سازی، مواد غذایی

ت کادمیوم از باتریهای قابل شارژ نیکل- کادمیوم استفاده گردد. یک استخراج کننده مخلوط شده حاوی TOPO و D2EHPA همچنین برای استخراج کادمیوم از محلول کلرید آبی مورد استفاده قرار گرفت (Casas et al., 1989). در جدول 2-7 خلاصهای از سیستم استخراج با حلال کادمیوم در محلول کلرید نشان داده شده است.

جدول 2-7- خلاصهای از سیستم استخراج با حلال کادمیوم در محلول کلرید.
نوع استخراج کننده
رقیق کننده
ملاحظات
D2EHPA
Tetrahedron
استخراج کادمیوم در محلولهای کلرید و پرکلرید به ترتیب به صورت کمپلکسهای CdA2(HA)2 و CdA2(HA)3
Cyanex 923
Kerosene
استخراج برای کادمیوم همراه با دیگر یونهای فلزی با Cyanex 923
Cyanex301
Kerosene
استخراج ایندیم و کادمیوم به صورت کمپلکسهای InA3 و CdA2 زدایش با اسید کلریدریک
Cyanex 302 (HA)
Kerosene
استخراج کادمیوم به صورت کمپلکسهای CdA2 (HA) و CdA2(HA)2 در فاز آلی
TOA
Benzene
تعیین ثابت پایداری کمپلکس کلرو فلزات دو ظرفیتی مثل کادمیوم و دیگر یونها در فاز آلی
Aliquat336
Benzene
آرایش چهار وجهی همه کمپلکسها تشکیل شده در فاز آلی در استخراج منگنز، کبالت، مس، روی و کادمیوم
Aliquat336
Chloroform
ترتیب استخراج در محلول یدید به صورت Hg(Iodide)Hg(Chloride)CdZnCu
Primary Amine N1923, Cyanex923 and Cyanex925
n-heptane
اثر همافزایی کادمیوم استخراج روی به صورتN1923+Cyanex925Adogen 364
Kerosene
توزیع تعادلی کادمیوم و فلزات روی، آهن و گالیم و غیره با استفاده trialkylamine تجاری
Cyanex923, Cyanex272, TOPS99
Kerosene
جداسازی گزینشی کادمیوم از نیکل و کبالت
HDEHP and TOPO mixed extractant
Tetradecane
توزیع کادمیوم و گونههای استخراج شده به عنوان تابعی از مقدار HDEHP و غلظت TOPO
TOPO
Benzene
تخمین ثابتهای پایداری طی استخراج کادمیوم، روی و جیوه

2-2-5-4- محلول نیترات

محققان استخراج کادمیوم با استفاده از استخراج کنندههای آلی را در حضور دیگر یونهای فلزی در محلولهای نیترات مورد مطالعه قرار دادند. یک تعداد از استخراج کنندههای اسیدی، به نام D2EHPA،Ionquest 801، Cyanex 272، Naphthenic acid و Versatic 10 acid برای استخراج کادمیوم همراه با نقره و مس مورد استفاده قرار گرفت. میزان استخراج کادمیوم به ترتیب میزان حذف D2EHPA>Ionquest 801Cyanex 272 و naphthenic acidVersatic 10 acid به دست آمد. با کادمیوم، کمپلکسهای هشت وجهی61 از نوع CdA2(HA)4 تشکیل شد. استخراج و جداسازی کادمیوم و روی با استخراج کننده D2EHPA، TPEN و محلول لیگاند شش دندریتی62 با Nitrogen donors مورد مطالعه قرار گرفت (Preston and du Preez, 1996).
پترسون در سال 1994 اثر لیگاندهای O-donor را در بهبود استخراج کادمیوم در مقابل روی با استخراج کنندههای کربوکسیلیک اسید، BTMHA و DIPSA در زایلن مورد بررسی قرار داد. وقتی که ترکیبات اُرگانوفسفر (RO)3PO، (RO)2RPO، (RO)R2PO و R3PO به BTMHA اضافه شد، اثرات معکوسی در استخراج برای کادمیوم و روی به دلیل تعامل قوی بین اتم اکسیژن فسفوریل در ترکیب اُرگانوفسفر و پروتون اسیدی کربوکسیلیک اسید مشاهده شد. وقتی DIPSA اضافه شد، اثرات همافزایی برای کادمیوم و روی مشاهده شد. این اثرات با توجه به آرایش فضایی و pKa کم DIPSA، در مقایسه با BTMHA است، که نشان دهنده قدرت ضعیف پیوند حلال و حل شونده است. گستره اثر همافزایی در استخراج هر دو فلز کادمیوم و روی به صورت (RO)3PO (RO)2RPO (RO)R2PO R3PO بود (Preston et al., 1994).
کاتسودا و همکارانش در سال 2000 ثابتهای تشکیل (Kml) کمپلکسهای B18C6 و 18C6 برای نسبت 1:1 با یونهای روی و کادمیوم را در آب تعیین کردند. Crown Etherها کمپلکسهای خیلی پایداری با یونهای فلزی روی در مقایسه با کادمیوم در محلول نیترات میدهند. B18C6 کمپلکس خیلی پایدارتری با هر یون فلزی نسبت به 18C6 تشکیل داد. استخراج یونهای فلزی (M2+) با B18C6 (L) برای بنزن: سیستم آب در حضور پیکریک اسید (HA)، تشکیل کمپلکسهای MLA2 و ML2A2 در فاز آلی داد (Katsuta et al., 2000).

2-2-5-5- محلول تیوسیانات

کادمیوم همچنین مانند جیوه و روی کمپلکسهای آنیونی با تیوسیانات تشکیل میدهد. مطالعات برای استخراج با آمینها در محلول اسیدی انجام شد (Singh et al., 1978). ترتیب میزان استخراج برای این حلال به صورت HgZnCd بود. معرفهای آمونیوم چهار عاملی استخراج کنندههای قویتری از آمینهای یک عاملی نسبت به کمپلکسهای تیوسیانات آنیونی این فلزات هستند. به منظور استخراج کادمیوم از محلول تیوسیانات ترتیب بیشترین میزان استخراج بر اساس نوع کمپلکس دهنده به صورت R4N+R3NH+=R2NH2+RNH3+ است. همین رفتار نیز برای استخراج کمپلکسهای کلرید فلزی آنیونی در محلولهای کلریدی مشاهده شد. بر خلاف محلولهای حاوی کمپلکسهای کلرید، یونهای روی به طور خیلی قویتری نسبت به کادمیوم در محلول تیوسیانات استخراج شدند (Brinkman et al., 1974).
مطالعه استخراج کادمیوم از محلول تیوسیانات با استخراج کنندههای Aliquat 336 و Alamine 336 در محدوده pHهای مختلف نشان داد که کادمیوم به صورت کمپلکس [Cd(SCN)4]2- استخراج میشود. همچنین کادمیوم به صورت کمپلکس 1:1 R3NH+:Cd با tri-n octylamine استخراج شد (McClellan et al., 1974). در جدول 2-8 خلاصهای از سیستم استخراج با حلال کادمیوم در محلولهای نیترات و تیوسیانات نشان داده شده است.

مطلب مرتبط :   پایان نامه با کلمات کلیدیقیمت گذاری، سنگ های قیمتی

جدول 2-8- خلاصهای از سیستم استخراج با حلال کادمیوم در محلولهای نیترات و تیوسیانات.
نوع محلول
نوع استخراج کننده
رقیق کننده
ملاحظات
نیترات
Carboxylic acid
زایلن
استخراج کادمیوم همراه با روی به صورت گزینشی با2-Ethylhexanoic acid

H[(O)(H)P], H[DOP]
تولوئن
تعیین گونههای فلز غالب استخراج شده از محلول M1 نیترات سدیم شامل کادمیوم
و دیگر فلزات

D2EHPA, Ionquest801, Cyanex272,
Naphthanic acid
Versatic10 acid
ـــ
استخراج برای مس و کادمیوم به صورت: D2EHPAIonquest801Cyanex272 و NaphthenicVersatic10
تیوسیانات
Aliquat336
ـــ
استخراج کادمیوم به صورت Cd(NCS)42- در محلول تیوسیانات شامل کروم و روی

2-2-5-6- محلول اسید فسفریک

از آنجایکه اسید فسفریک بعد از اسید سولفوریک بیشترین میزان تولید را در سراسر جهان دارد، لازم است که ترکیب شیمیایی این ماده که در صنعت برای تولید موادی از قبیل کود، مواد شوینده، مواد غذایی و صنایع دارویی به کار میرود، مناسب باشد. تولید اسید فسفریک به دلیل وجود یونهای فلزی در سنگ معدن فسفاته معمولا دارای ناخاصیهایی از قبیل سرب، منیزیم، کادمیوم و غیره میباشد (Boulkroune and Meniai, 2012). اسید فسفریک هم در فرایندهای هیدرومتالوژیکی سنگهای معدن به کار گرفته میشود و هم در محلولهای شستشوی کنسانترههای تولیدی حاوی کادمیوم و دیگر یونهای فلزی و غیر فلزی وجود دارد. چنین محلولهای فسفاتی با استفاده از استخراج کنندههای آلی مختلف مانند مشتقات اُرگانوفسفرها، آمینها و Kelex 100 برای حذف کادمیوم مورد مطالعه قرار گرفت. مِلا و بناچور در سال 2006 از D2EHPA در kerosene برای استخراج فلزات از محلولهای اسید فسفریک 5/5 مولار که به ترتیب حاوی 0045/0 و 0005/0 مولار روی و کادمیوم هستند، استفاده کردند. استخراج کادمیوم به صورت کمپلکس CdA2(HA)1/2 در تعادل با فرم دیمری D2EHPA در فاز آلی در نظر گرفته شد. مقدار ثابتهای تعادل برای استخراج روی و کادمیوم از اسید فسفریک به ترتیب 5/0(m/L)0128/0 و 75/0(m/L)035/0 به دست آمد (Mellah and Benachour, 2007).
محققان همچنین استخراج کادمیوم با D2EHPA رقیق شده در بنزن را در محلولهای پرکلریک اسید و فسفریک اسید گزارش کردند. تحقیقات استخراج کادمیوم را با استخراج کننده D2EHPA از محلولهای سولفوفسفریک را در غیاب کمپلکسهای فلزی سولفوریک یا سولفوفسفریک نشان داد. با این وجود، حضور آنیونهای یدید در مخلوط پرکلریک یا فسفریک آبی منجر به افزایش استخراج کادمیوم با D2EHPA در بنزن شد. کمپلکسهای استخراج شده به صورت CdIX,3(HX)2 و CdI2,3(HX)2 بود. بازیابی کادمیوم از محلول فسفریک با TBP، TOPO، TPPO ، diphenylamine یا مخلوطهایشان با D2EHPA کمتر از D2EHPA به تنهایی بود (Mellah and Benachour, 2006).
محققان همچنین از Kelex100 و TBP در kerosene برای استخراج کادمیوم در حضور روی و کروم موجود در محلولهای 5/5 مولار اسید فسفریک (30% P2O5) استفاده کردند. استخراج کادمیوم که 15% در 240 دقیقه بود به 60% در 30 دقیقه با اضافه کردن 10% حجمی n-decanol بهبود یافت. استخراج یونهای فلزی همچنین با افزایش pH فاز آبی و افزایش غلظت Kelex 100 افزایش یافت. ظرفیت بارگذاری حلال به ترتیب 83%، 80% و 71% برای روی، کروم و کادمیوم در Kelex 100 4/0 مولار که نشان دهنده حذف گزینشی یون فلزی است، پیدا شد. حداکثر ضریب توزیع روی، کادمیوم و کروم در اسید فسفریک 5/5 مولار و حداقل ضریب توزیع در اسید فسفریک 1/0 مولار با TBP یافت شد. آنتالپی مولی استاندارد ∆H، برای استخراج روی، کادمیوم و کروم به ترتیب 11/51، 43/45 و 87/59 کیلوژول بر مول به دست آمد که این ماهیت گرماگیری فرایند استخراج را نشان میدهد. با تجزیه و تحلیل رگرسیون دادهها میتوان معادلهای برای پیش بینی ضریب توزیع روی، کادمیوم و کروم به دست آورد (Mellah and Benachour, 2007).
در فرایند مرطوب تولید صنعتی اسید فسفریک (WPA)، کادمیوم به طور مستقیم وارد فرایند میشود. از آنجا که محصولات این فرایند در کودها و صنعت مواد غذایی و مواد شوینده استفاده میگردد، میتواند باعث آلودگیهای محیط زیستی شود. کادمیوم عنصر ناخواسته و بسیار سمی است، بنابراین حذف آن از فرایند WPA ضروری است. محققان زیادی فرایندهای استخراج با حلال را برای حذف کادمیوم از WPA گزارش کردهاند. استخراج کنندههای آمینی مثل آمین و Alamine 336 برای استخراج کادمیوم از محلولهای اسید فسفریک مورد مطالعه قرار گرفتند. نسبت درصد 5/1:1 Alamine 336 و ایزودودکانول در kerosene پایداری خوبی دارد و راندمان بالایی برای حذف کادمیوم از WPA به دست میدهد. 74% حذف کادمیوم موجود در WPA تحت شرایط بهینه به دست آمد، که میزان 56/68% از آن بعد از 20 چرخه فاز آلی از طریق استخراج با حلال کاهش یافت (Elyahyaoui and Bouhlassa, 2001; Nazari et al., 2005).
در یک تحقیق مدل سازی تصفیه اسید فسفریک با استخراج مایع – مایع مورد بررسی قرار گفت. مدل برای کادمیوم به عنوان آلاینده با عامل کمپلکس دهنده dodecane در رقیق کننده di (2ethylhexyl) dithiophosphoric acid آزمایش شد. اثر غلظتهای اولیه اسید فسفریک و عامل کمپلکس دهنده مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت مدل سازی تعادل شیمیایی برای تعیین گونههای مختلف موجود در محلول اسید فسفریک مورد استفاده قرار گرفت. فرایند مدلسازی استخراج مایع – مایع اجازه تعیین پارامترهای مرتبط و همچنین بررسی قابلیت اطمینان مدل توسعه یافته در این مطالعه را ایجاد کرد. در مجموع، این مطالعه مدلسازی استخراج مایع – مایع از ملاحظات صرفا نظری ترمودینامیک و انتقال جرم را نشان داد (Boulkroune and Meniai, 2012). در جدول 2-9 خلاصهای از سیستم استخراج با حلال روی کادمیوم در محلولهای فسفات نشان داده شده است.

مطلب مرتبط :   منبع مقاله درموردسازمان ملل، توسعه هزاره

جدول 2-9- خلاصهای از سیستم استخراج با حلال کادمیوم در محلولهای فسفات.
ترکیب مورد استفاده
رقیق کننده
ملاحظات
Cyanex 302
Kerosene
استخراج کادمیوم به صورت CdA2(HA) در فاز آلی
Kelex100
Kerosene
بهبود سرعت واکنش کند استخراج کادمیوم همراه با روی و کروم با n-decanol در Kelex 100
TBP
Kerosene
استخراج کادمیوم TBP در کروم و روی
D2EHPA
Kerosene
استخراج کادمیوم و روی
p-(1,1,3,3-tetra methylbutyl)phenyl phosphoric acid
Kerosene
استخراج به صورت TiCrCd در اسید فسفریک بیشتر از 7 مولار و CrCdTi برای اسید فسفریک کمتر از 5 مولار
Polyalkylphos-phasen (PP) and Trioctylamine
ـــــــــ
حلال استخراج کننده برای خالص سازی محلول اسید فسفریک و trioctylamine برای استخراج کادمیوم
Alamine336
Kerosene
فاز آلی شامل 1%Alamine336+ 5/1% iso-decanol، کارایی بالا برای حذف کادمیوم در اسید فسفریک مرطوب
Aliquat336
ـــ
گزینش کادمیوم در محلول اسید فسفریک به صورت کمپلکس CdCl42- با آمین سه عاملی

2-2-6- تکنیک جذب63

تکنیکهای معمول محدودیتهای زیادی از قبیل بهرهوری کمتر، شرایط عملیاتی حساس، تولید لجن ثانویه و هزینه دفع زیاد دارند. جذب یکی از تکنیکهای قوی برای جذب فلزات سنگین است. فرایند جذب دارای مزایای زیادی است که عبارتند از: هزینه کم خرید جاذب، در دسترس بودن آسان جاذب، استفاده از زبالههای صنعتی، بیولوژیکی و خانگی به عنوان جاذب، هزینههای عملیاتی پایین، سهولت انجام فرایند در مقایسه با تکنیکهای دیگر، استفاده مجدد

دیدگاهتان را بنویسید