Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษาทางทฤษฎีและปฏิบัติในการแยกไอออนผสมของยูเรเนียมและทอเรียมโดยใช้เยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Theoretical and experimental study on the separation of mixture of uranium and thorium by hollow fiber supported liquid membrane

Year (A.D.)

2006

Document Type

Thesis

First Advisor

อุรา ปานเจริญ

Second Advisor

วีรวัฒน์ ปัตทวีคงคา

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาเอก

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2006.1314

Abstract

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแยกไอออนผสมของยูเรเนียมและทอเรียมออกจากกันด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุง ด้วยเส้นใยกลวง และมีการศึกษาทางทฤษฎีเกี่ยวกับการถ่ายเทมวลที่เกิดขึ้นภายในระบบเยื่อแผ่นเหลว ในการทดลองจะใช้ไอออนของยูเรเนียมผสมกับไอออนของทอเรียมในสารละลายกรดไนตริก ใช้ Tri-butylphosphate (TBP) เข้มข้น 5% โดยปริมาตรเป็นสารสกัดละลายน้ำมันก๊าด ส่วนสารละลาย นำกลับที่ใช้คือโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 0.5 โมลต่อลิตร จากการทดลองพบว่าสามารถแยก ยูเรเนียมออกจากทอเรียมได้สูงสุดถึง 75% ที่ความเข้มข้นของสารละลายป้อนเท่ากับ 300 ppm ใน ขณะที่ทอเรียมเกือบจะไม่ถูกสกัดเลย ตัวแปรที่ศึกษาคือความเข้มข้นของกรดไนตริกและความเข้มข้น ของไอออนของยูเรเนียมและทอเรียมในสารละลายป้อน ในส่วนของการคำนวณนั้นจะใช้ทฤษฎีการถ่าย เทมวลมหาค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวล ของทางด้านสารละลายป้อน (k[subscript i] ) และภายใน เมมเบรน (k[subscript m] ) และพบว่ามีค่าเท่ากับ 5.32x10 ละ 7.44x10 [superscript -4]cm/s ตามลำดับ นั่นหมายถึงว่าขั้นตอนควบคุมการถ่ายเทมวลคือขั้นตอนการถ่ายเทไอออนเชิงซ้อนของยูเรเนียมใน เยื่อแผ่นเหลว อีกทั้งยังมีการใช้ทฤษฎีในการถ่ายเทมวลมาสร้างสมการทำนายผลการทดลอง โดยจะ ทำนายความเข้มข้นของยูเรเนียมในสารละลายป้อนเมื่อเวลาผ่านไปที่ความเข้มข้นของกรดไนตริก ค่าต่างๆ เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับผลการทดลองพบว่าเมื่อความเข้มข้นของกรดไนตริกมีค่าเกิน 0.3 โมลต่อลิตรการใช้สมการทำนายผลการทดลองจะได้ผลเป็นที่น่าพอใจ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Extraction and stripping of uranium ions from nitrate media using a hollow fiber supported liquid membrane was studied. Tri-butylphosphate (TBP) diluted in kerosene was used as extractant and sodium hydroxide was applied as stripping solution. Uranium ions were extracted using TBP 5% (v/v) by rejecting thorium ions into raffinate. The mathematical model was focused on the extraction side of the liquid membrane system. The values of the aqueous feed mass transfer coefficient (k [subscript i]) and the organic mass transfer coefficient (k [subscript m]) calculated from the model are 5.32x10 [superscript -2] and 7.44x10 [superscript-4]cm/s, respectively. Therefore, rate controlling step was the diffusion of the uranium complex ions through the liquid membrane. In addition, mass transfer modeling was performed and the validity of the developed model was evaluated with experimental data. A good agreement of experimental data was found with the theoretical value when the concentration HNO [subscript 3] in the feed solution was higher than 0.3 M.

Link to Full Text

Share

COinS