Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การสกัดแยกเพรซีโอดิเมียมด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

The extraction of praseodymium via hollow fiber supported liquid membrane

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

อุรา ปานเจริญ

Second Advisor

วีรวัฒน์ ปัตทวีคงคา

Third Advisor

สิรินาฎ เลาหะโรจนพันธ์

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.1440

Abstract

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสกัดไอออนเพรซีโอดิเมียมจากสารละลายผสมของโลหะหายากด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวงในระดับปฏิบัติการ ตัวแปรที่ศึกษา ได้แก่ ความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อน (สารละลายผสมของโลหะหายาก) ชนิดของสารสกัด (Cyanex 301, Bis(2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid หรือ Cyanex 272 และ Aliquat 336) ที่ละลายในตัวทำละลายเคโรซีน ความเข้มข้นของสารสกัด ความเข้มข้นของสารละลายนำกลับ อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับ และเวลาในการสกัด สารละลายนำกลับที่ใช้คือกรดไฮโดรคลอริก ผลการวิจัยพบว่า Cyanex 272 มีความเหมาะสมในการสกัดและนำกลับไอออนเพรซีโอดิเมียมจากสารละลายผสมของโลหะหายากที่ค่าความเป็นกรด-เบสของสารละลายป้อนเท่ากับ 5.5 ความเข้มข้นของสารละลาย Cyanex 272 10% โดยปริมาตร ความเข้มข้นของสารละลายนำกลับกรดไฮโดรคลอริก 6 โมลต่อลิตร อัตราการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับเท่ากับ 100 มิลลิลิตรต่อนาที ได้ค่าร้อยละของการสกัดและนำกลับเท่ากับ 81 และ 69 ตามลำดับ และพบว่าเมื่อเวลาในการสกัดถึง 250 นาที ค่าร้อยละของการสกัดและนำกลับเพิ่มขึ้นสูงสุดเป็น 91 และ 75 ตามลำดับ นอกจากนี้งานวิจัยนี้ยังพบว่าค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย (D) ของปฏิกิริยาการสกัดไอออนเพรซีโอดิเมียม เท่ากับ 4.68 และค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่าน (P) เท่ากับ 6.37 x 10-2 เซนติเมตร/วินาที ตามลำดับ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลของไอออนเพรซีโอดิเมียมภายในสารละลายป้อน (ki) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลของไอออนเชิงซ้อนของเพรซีโอดิเมียมภายในเยื่อแผ่นเหลว (km) เท่ากับ 0.013 และ 0.788 เซนติเมตร/วินาที สังเกตได้ว่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลภายในเยื่อแผ่นเหลวมีค่าสูงกว่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลภายในสารละลายป้อน แสดงว่าขั้นตอนการควบคุมอัตราการถ่ายเทมวล คือการถ่ายเทมวลผ่านชั้นฟิล์มระหว่างสารละลายป้อนและสารละลายเยื่อแผ่นเหลว

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The separation of praseodymium from the solution of mixed rare earths via a lab-scale hollow fiber supported liquid membrane (HFSLM) was examined. The studied parameters were the pH of feed solution (the solution of mixed rare earths), type of the extractant or carrier (Cyanex 301, Bis(2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid or Cyanex 272 and Aliquat 336) in kerosene, concentration of the extractant and stripping solution, flow rates of feed and stripping solutions and the separation time through the hollow fiber module. Hydrochloric acid solution was used as the stripping solution Cyanex 272 was found to be the most suitable extractant in extraction and stripping of praseodymium from the solution of mixed rare earths. Of about 81% extraction and 69% stripping were obtained at a pH of feed solution of 5.5, 10% (v/v) of Cyanex 272 in kerosene, 6 M HCl and equal volumetric flow rates of feed and stripping solutions of 100 mL/min. The maximum percentages of extraction and stripping of 91 and 75, respectively were attained at 250 min. The distribution ratio (D) of 4.68 and the permeability (P) of 6.37 x 10-2 cm/s were obtained. The aqueous-phase mass transfer coefficient (ki) and the organic-phase mass transfer coefficient (km) were 0.013 and 0.788 cm/s, respectively. Since km is much larger than ki, it is indicated that the rate controlling step is the diffusion of praseodymium ions through the film layer between feed solution and liquid membrane.

Link to Full Text

Share

COinS