TIEU LUAN MON TACH CHIET VA PHAN CHIA BANG DUNG MOI HUU CO ĐỀ TÀI 14 TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠTIEU LUAN MON TACH CHIET VA PHAN CHIA BANG DUNG MOI HUU CO ĐỀ TÀI 14 TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠTIEU LUAN MON TACH CHIET VA PHAN CHIA BANG DUNG MOI HUU CO ĐỀ TÀI 14 TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠTIEU LUAN MON TACH CHIET VA PHAN CHIA BANG DUNG MOI HUU CO ĐỀ TÀI 14 TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠ
Trang 1LOGO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ CHÍ MINH
- KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
-TIỂU LUẬN MÔNTÁCH CHIẾT VÀ PHÂN CHIA BẰNG DUNG MOI HỮU CƠ
- -GVHD : Ths Huỳnh Thị Mỹ Hiền SVTH : Trần Văn Lộc 10080021 Phạm Trọng Nghĩa 10033111 LỚP : DHPT6
ĐỀ TÀI 14 TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT
TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠ
Trang 2Chiết các nguyên tố đất hiếm
Chiết kim loại màu
Trang 3Chiết các nguyên tố đất hiếm
• Phương pháp chiết được ứng dụng để
điều chế tinh quặng các nguyên tố đất
hiếm và các nguyên tố riêng đặc biết.
• Chất chiết sử dụng nhiều nhất là các hợp
chất cơ photspho trong đó đặc biệt là
tributylphotphat(TBP) và diety hexyl
photphoric axit (DZEHPA)
Tổng quan
Trang 4Chiết các nguyên tố đất hiếm
• Điều quan trọng khi chiết các nguyên tố đất hiếm bằng các hợp chất cơ photpho là hệ số phân bố và các yếu tố tách của chúng phụ thuộc nhiều vào nồng độ chất chiết và nồng độ của các chất điện ly
• Dựa vào đó người ta tách nguyên tố đất hiếm ra khỏi nguyên tố khác và tách chúng khỏi nhau nhờ sự điều chỉnh này.
Tổng quan
Trang 5Chiết các nguyên tố đất hiếm
Lấy phần dung dịch trong để tiến hành chiết, tách NTĐH Các nguyên tố đất hiếm được thu hồi trên phễu chiết có dung tích 20ml bằng hỗn hợp 2 tác nhân chiết TiAP 0,5M + PC88A 0,5M - dầu hoả Tỷ lệ thể tích của pha nước và pha hữu cơ là 1:1 Thời gian chiết và phân pha là 5 phút Sau khi tách riêng hai pha, nồng độ nguyên tố đất hiếm trong pha nước và pha hữu cơ được xác định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch chuẩn DTPA 10-2M trong sự
có mặt của thuốc thử Arsenazo(III)
Trang 6Chiết các nguyên tố đất hiếm
Hệ số tăng cường chiết của hệ gồm hỗn hợp hai tác nhân chiết 1 và 2, có
hệ số phân bố D1, D2 và D1,2 được xác định bằng biểu thức sau:
Sx = lg
Trong đó:Sk là hệ số tăng cường chiết
D1, D2 là hệ số phân bố của các đơn tác nhân chiết
D1,2 là hệ số phân bố của hỗn hợp tác nhân chiết
Hiệu ứng tăng cường chiết xảy ra khi trộn các tác nhân chiết thì hệ số phân bố lớn hơn so với đơn tác nhân chiết
Trang 7
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ln(NO3)3 0,1M, nồng độ axit nitric thay đổi từ
0,1M đến 2M
Khi tăng nồng độ HNO3, hệ số phân bố D của các
NTĐH có xu hướng giảm dần vì tác nhân chiết
PC88A thực hiện quá trình chiết NTĐH
Phản ứng trao đổi cation:
Ln3+(n) + 3 H2L2 (hc) Ln(HL2)3 (hc) + H+(n)
Hệ số phân bố NTĐH có khuynh hướng tăng
theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử do
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hệ số phân bố của NTĐH
trong hệ Ln(NO 3 ) 3 - HNO 3 - PC88A 0,5M
Sự phụ thuộc hệ số D của La,Nd,Sm,Y vào nồng độ cân bằng axit HNO3 trong pha nước của hệ chiết với PC88A.
Trang 8Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ảnh hưởng của nồng độ axit cân bằng đến hệ số phân bố của NTĐH trong hệ
Ln(NO3)3 - HNO3 - TiAP 0,5M - dầu hoả
Ln(NO3)3 0,1M, nồng độ HNO3 thay đổi từ 0,2
- 6 M khi tăng nồng độ axit HNO3 trong pha
nước, D của NTĐH tăng nhanh trong khoảng
nồng độ axit cân bằng từ 0 đến 2M do chiết
NTĐH xảy ra theo cơ chế solvat, làm cho hệ số
phân bố tăng lên, và nếu tiếp tục tăng nồng độ
axit HNO3, sẽ xảy ra sự chiết cạnh tranh giữa
Ln(NO3)3 và HNO3, tạo ra các hợp chất solvat
Ln(NO3)3 xTiAP và HNO3.yTiAP, làm cho D
giảm, theo các phương trình phản ứng sau:
Ln3+(n) + 3 NO3-(n) + xTiAP (hc) Ln(NO3)3
xTiAP (hc)
HNO3 (n) + xTiAP (hc) HNO3 xTiAP (hc)
Sự phụ thuộc hệ số phân bố của La, Nd, Sm, Y vào nồng độ
2 10
D
H w) ,M
3
6 9
0
Sm
Nd Y
La
5
Trang 9Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết đến hiệu ứng tăng cường chiết (Sk) của hỗn hợp TiAP + PC88A - dầu hoả
NTĐH với Ln3+ 0.1M, nồng độ axit nitric cân bằng 0.5M, nồng độ tác nhân chiết TiAp + PC88A – Dầu hỏa được thay đổi từ 0.10M đến 1.25M
TiAP+PC88A
0.034 0.009
-0.015 0.890
TiAP+PC88A
0.053 0.011
0.026 1.035
TiAP+PC88A
0.066 0.014
0.032 1.150
TiAP+PC88A
0.088 0.029
0.048 2.380
TiAP+PC88A
0.071 0.067
0.095 4.090
TiAP+PC88A
0.087 0.125
0.108 15.76
Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số cường chiết Sk
Trang 10Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hiệu ứng tăng cường chiết (Sk) của hỗn hợp TiAP + PC88A - dầu hỏa
Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ ban đầu của Ln3+ 0.1M, tác nhân chiết hỗn hợp TiAP 0.5M + PC88A 0.5M– Dầu hỏa Nồng độ axit nitric cân bằng được thay đổi: từ 0.1M đến 1.0M Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hệ số tăng cường chiết Sk được trình bày ở bảng sau:
Trang 11Chiết các nguyên tố đất hiếm
0.014 2.451
TiAP+PC88A
0.022 0.056
0.018 1.381
TiAP+PC88A
0.032 0.014
0.021 1.150
TiAP+PC88A
0.042 0.003
0.059 0.340
TiAP+PC88A
0.045 0.001
0.063 0.141
Trang 12Chiết các nguyên tố đất hiếm
Hiệu ứng tăng cường chiết (S k ) của NTĐH bằng hỗn hợp TiAP và PC88A.
Trang 13Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Chiết Ce ra khỏi các nguyên tố đất hiếm, Th, U bằng phương pháp giải chiết trong các điều kiện khác nhau nhằm mục đích thu hồi và làm sạch
Ce có trong quặng sa khoáng monazit.
Quặng sa khoáng monazit được tinh chế làm giàu, sấy khô và trộn đều sau đó ngâm chiết trong 48 giờ bằng dung dịch HNO3 10-12M với tỷ
lệ axit/quặng là 2/1.
Dung dịch thu được đem pha loãng 5 lần rồi lắng, gạn
Trang 14Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Ce(IV) trong pha hữu cơ đưc khử hoàn toàn thành Ce(III) bằng dung dịch H2O2 10% Sau đó, pha hữu cơ được rửa giải bằng dung dịch HNO3 có nồng độ thay đổi từ 2M đến 8M Khả năng rửa giải Ce(III) từ pha hữu cơ được trình bày trong bảng sau:
Trang 15Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Hiệu suất thu hồi Ce khỏi pha hữu cơ đạt rất cao từ 98,62% (HNO36M) đến 99,83% (HNO3 8M) trong sự có mặt của H2O2 10% và sau 2 lần giải chiết Tuy nhiên, với nồng độ HNO3 8M sẽ ảnh hưởng đến độ bền của thiết bị
Lần rửa giải thứ nhất tách được 86,44% và lần thứ hai tách được 12,31% Như vậy qua 1 lần chiết và 2 lần rửa giải, Ce đã được tách ra với hiệu suất 98,75%, độ sạch đạt 97,80% Lặp lại qui trình này một lần nữa và thu được
Ce với độ sạch 99,05%, Thori chỉ chiếm 0,83 g/ml và không có Uran
Trang 16Chiết kim loại màu
Ứng dụng trong chiết Au
CLIP
Trang 17Chiết một vài nguyên tố khác
Trang 18Chiết một vài nguyên tố khác
Điện phân
Điện phân
Thu dịch lọc
Thu dịch lọc
Tiến hành phân tích
Tiến hành phân tích
Ứng dụng chiết MgO
Trang 19Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng chiết MgO
Trang 20Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng chiết MgO
Trang 21Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng trong chiết Hg
Nguyên nhân
Nguyên nhân
Xác định độ tinh khiết của dung dịch axit
Xác định độ tinh khiết của dung dịch axit
Trang 22Chiết một vài nguyên tố khác
Thêm dung môi
Trang 23Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng trong chiết Hg
Trang 24Tài liệu tham khảo
1 Phạm Văn Hai -Hiệu ứng tăng cường chiết nguyên tố đất hiếm bằng hỗn hợp triizoamylphotphat và axit 2-etylhexyl 2-etylhexyl photphonic từ dung dịch axit Nitric –Tạp Chí khoa Hoc và Công Nghệ- số 2/2009
2.Nguyễn Thị Tố Nga- Cơ sở lý thuyết và ứng dụng của các quá trình chiết-nhà xuát bản đại học quốc gia TP.HCM-tr 186,187,188,189
3.S.A.MAREI-extraction of mercury by inert solvents from pure and mixed Journal of Radioanalytycal chemistry, vol 43(1978)
acids-4.Ryo Inoue, Extraction of Nonmetallic Inclution Particles Containing MgO from Steel-ISIJ international, vol 51(2011)