مطالعه تجربي جداسازي يون مس توسط فرآيند جداسازي مايع-مايع در مقياس ميكرو

كارشناسي ارشد

استفاده از فلز مس و آلياژهاي آن با توجه به ويژگي‌هاي منحصربه‌فرد اين فلز در صنايع الكترونيكي و متالوژي، آلياژهاي فولادي و ساير كاربردها روزبه‌روز در حال افزايش است. از اين رو توجه ويژه به استحصال اين عنصر از كانه‌هاي با عيار پايين مس و پسماندهاي صنعتي و خانگي با استفاده از روش‌هاي مختلف از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. يكي از اين روش‌ها استفاده از سامانه‌هاي ريزسيالشي مي‌باشد. استفاده از سامانه‌هاي ريزسيالشي در انجام فرآيندهاي جداسازي به صورت پيوسته در دو دهه گذشته مورد توجه فراواني قرار گرفته است. در بين فرآيندهاي جداسازي مختلف، استخراج مايع-مايع به طور ويژه از مزايايي چون مسافت نفوذ مولكولي پايين و سطح ويژه فصل مشترك بالا كه منجر به انتقال جرم مؤثري در سامانه‌هاي ريزسيالشي مي‌شود، برخوردار است. در اين مطالعه، ابتدا سامانه ريزسيالشي از جنس شيشه به روش برش ليزر ساخته شده و سپس استخراج حلالي يون فلزي مس به كمك تكنيك ريزسيالشي با استفاده از استخراج‌كننده كاتيوني 2-اتيل ‌هگزيل فسفات (MDEHPA) در الگوي جريان موازي در ميكروكانال‌ Y-Y انجام شده است و پارامترهاي تأثيرگذار بر آن نيز بررسي شده‌اند. بدين منظور جهت كاهش تعداد آزمايش‌ها و تعيين شرايط بهينه استخراج، طراحي آزمايش به روش سطح پاسخ صورت گرفته و به بررسي تأثير تكي و هم‌زمان پارامترهاي عملياتي شامل غلظت حجمي استخراج‌كننده، pH فاز آبي و زمان اقامت بر روي ميزان استخراج يون فلزي مس پرداخته شد. در اين راستا ميزان غلظت استخراج‌كننده (vol⁄vol) 11‌%، pH برابر 5 و زمان اقامت برابر s 20 به عنوان شرايط بهينه عملياتي به‌دست آمد. در شرايط عملياتي بهينه، ميزان استخراج مس از فاز آبي برابر 45/88‌% حاصل شد. همچنين نسبت دبي‌هاي دوفاز آبي و آلي تغيير داده شد كه با توجه به نتايج به‌دست آمده در نسبت دبي Q_org⁄Q_aq برابر 2⁄1 بازدهي استخراج يون مس از ‌‌45/88‌% به 54/90‌% افزايش يافت. ضرايب كلي انتقال‌ جرم حجمي ( ) نيز تحت شرايط مختلف به منظور ارزيابي عملكرد انتقال جرم در سامانه ريزسيالشي محاسبه شد. نتايج نشان داد مقادير با افزايش زمان اقامت به صورت غيرخطي كاهش يافتند. بالاترين مقادير بين (‌( 1)⁄s13/0-‌78/0) در طول زمان اقامت برابر s‌20 مشاهده شد كه در مقابل مقادير در استخراج ناپيوسته (‌( 1)⁄s029/0-‌005/0) بسيار بزرگ‌تر مي‌باشد كه نشان‌دهنده عملكرد انتقال جرمي بهتر سامانه ريزسيالشي است.

195607

دانشگاه علم و صنعت ايران

فرآيندهاي جداسازي

دكتر سيد نظام الدين اشرفي زاده - دكتر احمد رهبر