استخراج حلالـی استرانسیم از محلول فروشویی سنگ‌های متاسوماتیک ایران مرکزی با استفاده از لی‌گاندهای درشت حلقه‌ای کرون اتر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس دانشکده‌های فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 استادیار، پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران

چکیده

استرانسیم یکی از فلزات قلیایی در جدول تناوبی است. این عنصر کاربردهای مختلفی دارد. در این پژوهش، استخراج حلالی (SX) استرانسیم (Sr) از محلول فروشویی سنگ‌های متاسوماتیک ایران مرکزی توسط لی‌گاندهای درشت حلقه‌ای کرون اتر بررسی شد. تعدادی کرون اتر به‌عنوان استخراج‌‌کننده استفاده شد. استرانسیم به‌طور کمّی از محیط پیکرات توسط دی‌سیکلـوهگزیل-18-کرون-6 (6-C-18DCH) در 1، 2، دی‌کلرواتان استخراج و با استفاده از طیف‌بینی نشری شعله‌ای تعیین مقدار شد. در این جا، عوامل مؤثر بر استخراج حلالی استرانسیم از محلول‌های ساختگی استرانسیم (حاویmg/L  40 استرانسیم) در محیط سولفوریک اسید شناسایــی شدند. 6-C-18DCHmol/L  01/0 در کلروفرم،mol/L  01/0 پیکریک اسید در فاز آبی، نسبت فاز آلی- به- آبی pH 1 تا 4 و زمان استخراج 5 دقیقه مقدار بهینه برای عوامل مؤثر در فرایند استخراج با حلال هستند. رسوب‌گیری با سدیم هیدروکسید برای حذف ناخالصی‌هایی از جمله آهن، منیزیم‌، آلومینیم از محلول فروشویی انجام شد. تحت شرایط بهینه، استخراج استرانسیم از محلول زیرصافی محلول فروشویی سنگ‌های متاسوماتیک ایران مرکزی  pH برابر 7/2، در حضور mol/L  01/0 پیکریک اسید با استفاده از 6-C-18 DCH، M 01/0 در 1، 2، دی‌کلرواتان با بازده 3/92 درصد انجام شد. بازیابی Sr از فاز آلی باردار، باmol/L  6 هیدروکلریک اسید، با نسبت فاز آلی- به- آبی 1:1، با بازده حدود60 درصد به انجام رسید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Solvent Extraction of Strontium from Leach Liquor of Central Iran Metasomatic Ores Using Macrocyclic Crown Ether Ligands

نویسندگان [English]

  • Saeid Alamdar Milani 1
  • Meisam Hafizi 2
  • Hosein Abolghasemi 3
  • Fazel Zahakifar 4
1 Assoc. prof., Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 MSc Graduate Student, Dept. of Chemical Engineering, Collage of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Prof., Dept. of Chemical Engineering, Collage of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Assist. prof., Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

Strontium is one of the alkaline earth metals in the periodic table. This element has various uses. In this research, solvent extraction of strontium from leach liquor of central Iran metasomatic ores was studied with macrocyclic crown ether ligands. Many crown ethers were used as extractants. Strontium was quantitatively extracted from picrate media by dicyclohexyl 18-crown-6 (DCH18-C-6) in 1,2-dichloroethane, and determined by flame emission spectrometry. Here, the factors affecting SX of Sr from synthetic solutions of strontium (containing 40 mg/L Sr) in sulfuric acid medium were identified. 0.01 mol/L DCH18C6 in 1,2-dichloroethane, 0.01 mol/L picric acid in aqueous phase, aqueous to organic (A/O) ratio of 1, pH 4 and extraction time of 5 min are the optimum values for affective factors. The precipitation with sodium hydroxide was conducted to remove the leaching impurities such as Fe, Mg, Al. Under optimal conditions, strontium extraction from leaching filtrate of metacomatic ores of central Iran (pH=2.7), in the presence of 0.01 mol/L picric acid, using 0.01M DCH18-C-6 in 1,2-dichloroethane was performed with a yield of 92.3%. The Sr stripping was obtained with 6 mol/L of hydrochloric acid, with A/O volume ratio of 1:1, with a yield of ~60%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Strontium
  • Leach Liquor, Metasomatic Ores, Central Iran, Solvent Extraction, DCH-18-Crown-6

مراجع

Bingöl, D., Aydoğan, S. & Bozbaş, S. K. 2012. Production of SrCO3 and (NH4) 2SO4 by the dry mechanochemical processing of celestite. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 18, 834-838.
Dozol, J., Asfari, Z., Arnaud-Neu, F., Vicens, J. & Thuery, P. 2004. Extraction of rubidium and caesium from strongly alkaline media. Radiochimica Acta, 92, 175-182.
Dozol, J., Dozol, M. & Macias, R. 2000. Extraction of strontium and cesium by dicarbollides, crown ethers and functionalized calixarenes. Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry, 38, 1-22.
Gupta, K., Achuthan, P., Ramanujam, A. & Mathur, J. 2003. Effect of diluents on the extraction of Sr2+ from HNO3 Solutions with dicyclohexano‐18‐crown‐6. Solvent Extraction and Ion Exchange, 21, 53-71.
Hafizi, M. 2009. The study of effective parameters on Sr extraction from leach solution of metasomatit by solvent extraction and ion exchange method. MSc. Thesis, University of Tehran, Tehran, Iran.
(In Persian)
He, L., Wong, X., Yang, D., Jiao, R. & Song, C. 1993. Removal of strontium from high-level radioactive waste with crown-ether extraction. China Nuclear Information Centre, China.
Horwitz, E. P., Dietz, M. L. & Fisher, D. E. 1990. Extraction of stoontium from nitric acid solutions using dicyclohexano-18-crown-5 and its derivatives. Solvent Extraction and Ion Exchange, 8, 557-572.
Kimura, K., Maeda, T. & Shono, T. 1979. Extraction of alkali metal picrates with poly-and bis (crown ethers). Talanta, 26, 945-949.
Kumar, A., Mohapatra, P., Pathak, P. & Manchanda, V. 1997. Dicyclohexano 18 crown 6 in butanol-octanol mixture: a promising extractant of Sr (II) from nitric acid medium. Talanta, 45, 387-395.
Mohapatra, P., Lakshmi, D. & Manchanda, V. 2006. Diluent effect on Sr (II) extraction using di-tert-butyl cyclohexano 18 crown 6 as the extractant and its correlation with transport data obtained from supported liquid membrane studies. Desalination, 198, 166-172.
Omidvari, N. 2007. Surveying the ability of recovery of rubidium from leach solution of anomaly No. 5 of Saghand area. MSc. Thesis, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran. (In Persian)
Owusu, G. & Litz, J. E. 2000. Water leaching of SrS and precipitation of SrCO3 using carbon dioxide as the precipitating agent. Hydrometallurgy, 57, 23-29.
Patai, S. 1980. Chemistry of ethers, crown ethers, hydroxyl groups and their sulphur analogues, Wiley, USA.
Patai, S. & Rappoport, Z. 1989. Crown ethers and analogs, Wiley, USA.
Pedersen, C. J. 1967. Cyclic polyethers and their complexes with metal salts. Journal of the American Chemical Society, 89, 7017-7036.
Raut, D., Mohapatra, P. & Manchanda, V. 2009. Role of diluent on the extraction and transport of strontium using 4, 4′(5′) di-tert-butyl-dicyclohexano-18-crown-6 (DTBCH18C6) as the extractant. Radiochimica Acta International Journal for Chemical Aspects of Nuclear Science and Technology, 97, 565-570.
Riddle, C. L., Baker, J. D., Law, J. D., Mcgrath, C. A., Meikrantz, D. H., Mincher, B. J., et al. 2005. Fission product extraction (FPEX): development of a novel solvent for the simultaneous separation of strontium and cesium from acidic solutions. Solvent Extraction and Ion Exchange, 23, 449-461.
Ritcey, G. M. & Ashbrook, A. 1984. Solvent extraction. principles and applications to process metallurgy. Part I., Elsevier Scientific Publishing Company, Michigan, USA.
Sadakane, A., Iwachido, T. & Tôei, K. 1975. The extraction of alkali metal picrates with dibenzo-18-crown-6. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 48, 60-63.
Takeda, Y., Taguchi, R. & Katsuta, S. 2004. Study on solute–solvent and solute–solute interactions for the dibenzo-24-crown-8-alkali metal picrate extraction system. Journal of Molecular Liquids, 115, 139-147.
Todd, T., Law, J., Herbst, R., Meikrantz, D., Peterman, D., Riddle, C., et al. 2005. Advanced technologies for the simultaneous separation of cesium and strontium from spent nuclear fuel. WM’ 05 Conference, Tucson, Arizona, USA.
Vibhute, R. & Khopkar, S. 1991. Solvent extraction separation of cesium with dibenzo-24-crown-8 from picrate solution. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 152, 487-496.
Xu, C., Ye, G., Wang, S., Duan, W., Wang, J. & Chen, J. 2013. Solvent extraction of strontium from nitric acid medium by di-tert-butyl cyclohexano-18-crown-6 in n-octanol: extraction behavior and flowsheet demonstration. Solvent Extraction and Ion Exchange, 31, 731-742.
Ye, G., Luo, F., Jiang, Y., Chen, W. & Ding, S. 2001. Study on the extraction of strontium with amido podand. Atomic Energy Science and Technology, 35, 344-350.
مجله آب و فاضلاب
دوره 32، شماره 2 - شماره پیاپی 133
خرداد و تیر 1400
صفحه 68-79

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار