.. 86
۵-۲- محلول آلومینات سدیم.. 86
۵-۳- مواد شیمیایی.. 86
۵-۴- تجهیزات.. 87
۵-۵- روش انجام آزمایشها.. 88
۵-۵-۱- رسم دیاگرام سه فازی.. 88
۵-۵-۲- استخراج حلالی گالیم.. 89
۵-۵-۳- روش آنالیز.. 89
۵-۶- روش محاسبات.. 90
فصل ششم: نتایج و بحث
۶-۱- مشخصات محلول آلومینا.. 94
۶-۲- رسم دیاگرام سه فازی.. 94
۶-۳- آزمایشهای اولیه استخراج.. 100
۶-۴- آزمایشهای استخراج با بوتانل.. 105
۶-۴-۱- بوتانول با نسبت ۲= C/S. 105
۶-۴-۱-۱- تاثیر درصد وزنی C/S بر روی استخراج.. 107
۶-۴-۱-۲- تاثیر درصد وزنی OF بر روی استخراج.. 108
۶-۴-۱-۳- مدل سازی استخراج گالیم و آلومینیوم با کمک سطح ساز بوتانل در ۲ = C/S. 110
۶-۴-۱-۴- رسم منحنیهای هم تراز برای استخراج گالیم و آلومینیم 111
۶-۴-۱-۵- بررسی فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم.. 113
۶-۴-۲- بوتانول با نسبت ۴ = C/S. 115
۶-۴-۲-۱- تاثیر درصد وزنی C/S بر روی استخراج.. 117
۶-۴-۲-۲- تاثیر درصد وزنی OF بر روی استخراج.. 118
۶-۴-۲-۳- مدل سازی استخراج گالیم و آلومینیوم با کمک سطح ساز بوتانل در ۴ = C/S. 120
۶-۴-۲-۴- رسم منحنیهای هم تراز برای گالیم و آلومینیم.. 121
۶-۴-۲-۵- بررسی فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم.. 122
۶-۵- آزمایشهای استخراج با دکانول، نسبت ۲ = C/S. 124
۶-۵-۱- تاثیر درصد وزنی C/S بر روی استخراج.. 126
۶-۵-۲- تاثیر درصد وزنی OF بر روی استخراج.. 127
۶-۵-۳- مدل سازی استخراج گالیم و آلومینیوم با کمک سطح ساز دکانول در ۲ = C/S. 128
۶-۵-۴- رسم منحنیهای هم تراز برای گالیم و آلومینیوم.. 129
۶-۵-۵- بررسی فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم.. 131
۶-۶- بررسی رگرسیون و پارامترهای مرتبط.. 134
۶-۶-۱- بررسی ضرایب مدلهای بدست آمده توسط رگرسیون.. 135
۶-۷- فرایند اسکراب و استریپ.. 135
۶-۸- مقایسه نتایج حاصل از سیستم میکروامولسیون با استخراج حلالی مرسوم 136
فصل هفتم: نتیجه گیری و پیشنهادات
۷-۱- نتیجه گیری.. 142
۷-۲- پیشنهادات.. 143
مراجع.. 145
فهرست جدولها
جدول ۱-۱: كشورها و شركتهای تولید كنندهی گالیم.. 10
جدول ۳-۱: طبقه بندی کاربرد سطح ساز توسط استفاده از عدد HLB سطح ساز 54
جدول ۳-۲: عدد HLB برای گروه های شیمیایی مختلف.. 55
جدول ۳-۳: مطالعات انجام شده بر روی استخراج فلزات توسط سیستم میکروامولسیون 73
جدول ۵-۱: مشخصات مواد شیمیایی استفاده شده در تحقیق.. 87
جدول ۵-۲: مشخصات تجهیزات مورد استفاده در تحقیق.. 87
جدول ۶-۱: آنالیز شیمیایی محلول آلومینات سدیم جاجرم.. 94
جدول ۶-۲: مشخصات نقاط آزمایش شده برای رسم دیاگرام سه فازی با بوتانل و نسبت ۲ = C/S. 95
جدول ۶-۳: مشخصات نقاط آزمایش شده برای رسم دیاگرام سه فازی با دکانول و نسبت ۴ = C/S. 96
جدول ۶-۴: مشخصات نقاط آزمایش شده برای رسم دیاگرام سه فازی با دکانول و نسبت ۲ = C/S. 96
جدول ۶-۵: ترکیب نقاط انتخاب شده روی دیاگرام سه فازی.. 101
جدول ۶-۶: ترکیب نقاط انتخاب شده و درصد استخراج گالیم و آلومینیوم 106
جدول ۶-۷: آزمون انحراف مدل رگرسیونی برای استخراج گالیم و آلومینیوم 111
جدول ۶-۸: داده های فاکتور جدایش برای سیستم حاوی بوتانول، با نسبت ۲ = C/S 114
جدول ۶-۹: ترکیب نقاط انتخاب شده و درصد استخراج گالیم و آلومینیوم 116
جدول ۶-۱۰: آزمون انحراف مدل رگرسیونی برای درصد استخراج گالیم و آلومینیوم 120
جدول ۶-۱۱: داده های فاکتور جدایش برای سیستم حاوی بوتانول، با نسبت ۲ = C/S 123
جدول ۶-۱۲: ترکیب نقاط انتخاب شده و درصد استخراج گالیم و آلومینیوم 124
جدول ۶-۱۳: آزمون انحراف مدل رگرسیونی برای درصد استخراج گالیم و آلومینیوم 129
جدول ۶-۱۴: داده های فاکتور جدایش برای سیستم حاوی دکانول، با نسبت ۲ = C/S 132
جدول ۶-۱۵: مقادیر ضریب همبستگی برای روشهای مختلف رگرسیون 135
جدول ۶-۱۶: ضرایب مدلهای بدست آمده برای گالیم.. 135
جدول ۶-۱۷: غلظت گالیم و آلومینیوم در فاز آبی و آلی قبل و بعد از استخراج 138
جدول ۶-۱۸: غلظت گالیم و آلومینیوم در فاز آبی و آلی قبل و بعد از اسکراب 138
جدول ۶-۱۹: غلظت گالیم و آلومینیوم در فاز آبی و آلی قبل و بعد از استریپ 138
فهرست شکلها
شكل ۱-۱: فرایند ترسیب بیجا برای بازیابی گالیم از محلول حاصل از فرایند بایر.. 14
شكل۱-۲: فرایند الكترولیز برای بازیابی گالیم از مایعات فرایند بایر 16
شکل ۲-۱: طرح شماتیک از آزمایش استخراج با حلال.. 21
شکل ۲-۲: دیاگرام مک کیب – تیل.. 23
شکل ۲-۳: فرمول عمومی هیدروکسی کوینولین جانشین شده.. 26
شکل ۲-۴: ساختار اجزاء اصلی تشکیل دهنده ۱۰۰ kelex .. 27
شکل ۲-۵: ساختمان مونو و دی- اکتیل فنیل فسفریک اسید.. 39
شکل ۳-۱: دیاگرام سه فازی شماتیک از سیستم میکروامولسیون روغن-آب-سطح ساز 49
شکل ۳-۲: انواع میکروامولسیونهای وینسور.. 50
شکل ۳-۳: طبقه بندی وینسور و توالی فاز میکروامولسیونها بر اساس دما یا درجه شوری به ترتیب برای سطح سازهای غیر یونی و یونی.. 51
شکل ۳-۴: دیاگرام سه فازی انواع مختلف سیستمهای میکروامولسیون که توسط وینسور طبقه بندی شده اند.. 52
شکل ۳-۵: دیاگرام سه فازی که ناحیهی میکروامولسیون روغن در آب، L1 و ناحیهی میکروامولسیون آب در روغن، L2 را نشان میدهد.. 57
شکل ۳-۶: میکروامولسیون آب در روغن.. 59
شکل ۳-۷: میکروامولسیون روغن در آب.. 60
شکل ۳-۸: موقعیتهای ممکن قابلیت حل شدن در یک میسل.. 62
شکل ۳-۹: دیاگرام سه فازی استخراج تنگستن و نقاط انتخاب شده بر روی آن 67
شکل ۳-۱۰: منحنی هم تراز استخراج تنگستن.. 68
شکل ۳-۱۱: منحنی هم تراز استریپینگ تنگستن.. 68
شکل ۴-۱: نمایی از واحد دریافت و خردایش سنگ بوکسیت.. 77
شکل ۴-۲: واحد انحلال لولهای.. 78
شکل ۴-۳: واحد تجزیهی محلول و ترسیب.. 79
شکل ۴-۴: واحد تکلیس هیدرات و تولید آلومینا.. 80
شکل ۴-۵: واحد ته نشینی گل قرمز.. 81
شکل ۴-۶: واحد تبخیر و تغلیظ و بازیابی سود سوز آور.. 82
شکل ۴-۷: فرایند تولید آلومینا از بوکسیت.. 83
شکل ۵-۱: محیط نرم افزار Origin Pro 8.6. 91
شکل ۵-۲: محیط نرم افزار IBM SPSS Statistice 22. 91
خرید اینترنتی فایل کامل :
شکل ۶-۱: دیاگرام سه فازی مربوط به کمک سطح سازهای بوتانل و دکانول 97
شکل ۶-۲: دیاگرام سه فازی برای سیستم شامل آب/کروزین/SCO+الکل 98
شکل ۶-۳: تاثیر نسبت C/S بر روی منطقه میکروامولسیون برای سیستم شامل آب/کروزین/SCO+بوتانول.. 99
شکل ۶-۴: دیاگرام سه فازی؛ سیستم I: شامل SCO/بوتانول/کروزین/محلول بایر؛ سیستم II: شامل Kelex-100/بوتانول/کروزین/محلول بایر.. 100
شکل ۶-۵: نقاط انتخاب شده روی دیاگرام سه فازی برای آزمایشهای اولیه 102
شکل ۶-۶: تغییرات استخراج نسبت به زمان برای نقطهی A از شکل ۶-۵ 103
شکل ۶-۷: تغییرات استخراج نسبت به زمان برای نقطهی F از شکل ۶-۵ 103
شکل ۶-۸: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم بر حسب نوع کمک سطح ساز 104
شکل ۶-۹: مولکول بوتانول.. 105
شکل ۶-۱۰: مشخصات نقاط انتخاب شده بر روی دیاگرام سه فازی بوتانول با نسبت ۲ = C/S برای استخراج گالیم.. 106
شکل ۶-۱۱: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم به صورت تابعی از درصد وزنی C/S در درصد وزنی فاز آبی ثابت.. 107
شکل ۶-۱۲: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به تغییرات درصد وزنی C/S، OF = 10%.. 108
شکل ۶-۱۳: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم به صورت تابعی از درصد وزنی OF، AF = 20%.. 109
شکل ۶-۱۴: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم به صورت تابعی از درصد وزنی OF، C/S = 20%.. 109
شکل ۶-۱۵: منحنی هم تراز استخراج گالیم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۲ = C/S. 112
شکل ۶-۱۶: منحنی هم تراز استخراج آلومینیوم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۲ = C/S. 112
شکل ۶-۱۷: منحنی هم تراز فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۲ = C/S. 115
شکل ۶-۱۸: مشخصات نقاط انتخاب شده بر روی دیاگرام سه فازی بوتانول با نسبت ۴ = C/S برای استخراج گالیم.. 116
شکل ۶-۱۹: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به تغییرات درصد وزنی C/S، AF = 20%.. 117
شکل ۶-۲۰: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به تغییرات درصد وزنی C/S، OF = 10%.. 118
شکل ۶-۲۱: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به تغییرات درصد وزنی OF، AF = 20%.. 119
شکل ۶-۲۲: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به تغییرات درصد وزنی OF، C/S = 20%.. 119
شکل ۶-۲۳: منحنی هم تراز استخراج گالیم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۴ = C/S. 121
شکل ۶-۲۴: منحنی هم تراز استخراج آلومینیوم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۴ = C/S. 122
شکل ۶-۲۵: منحنی هم تراز فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم برای سیستم حاوی بوتانول با نسبت ۴ = C/S. 123
شکل ۶-۲۶: مولکول دکانول.. 125
شکل ۶-۲۷: مشخصات نقاط انتخاب شده بر روی دیاگرام سه فازی دکانول با نسبت ۲ = C/S. 125
شکل ۶-۲۸: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به درصد وزنی C/S، AF = 20%.. 126
شکل ۶-۲۹: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به درصد وزنی C/S، OF = 10%.. 127
شکل ۶-۳۰: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به درصد وزنی OF، AF = 20%.. 128
شکل ۶-۳۱: تغییرات استخراج گالیم و آلومینیوم نسبت به درصد وزنی OF، C/S = 20%.. 128
شکل ۶-۳۲: منحنی هم تراز استخراج گالیم برای سیستم حاوی دکانول با نسبت ۲ = C/S. 130
شکل ۶-۳۳: منحنی هم تراز استخراج آلومینیوم برای سیستم حاوی دکانول با نسبت ۲ = C/S. 131
شکل ۶-۳۴: منحنی هم تراز فاکتور جدایش گالیم و آلومینیوم برای سیستم حاوی دکانول با نسبت ۲ = C/S. 132
پیشگفتار
۱- پیشینه، ضرورت و اهداف
در سال ۱۳۸۴، طرح مطالعاتی استخراج گالیم از محلول بایر کارخانهی آلومینا جاجرم، در جهاد دانشگاهی دانشگاه تربیت مدرس توسط نادری و عبدالهی اجرا شد. شکل ۱ فلوشیت فرایند طراحی شده جهت استخراج گالیم را نشان میدهد. در این فرایند از روش استخراج با حلال به وسیله استخراج کننده Kelex-100، استفاده شد. ترکیب آلی استفاده شده شامل ۱۰٪ حجمی Kelex-100، ۱۰٪ حجمی اتانول و مابقی کروزین میباشد. فرایند به مدت یک ساعت و در دمای محیط اجرا می شود. این فرایند منجر به استخراج ۹۳٪ گالیم به همراه ۳۴٪ آلومینیوم شده است.
با توجه به قابلیتها و تواناییهای سیستم میکرواموسیون در زمینه کاهش زمان فرایند استخراج فلزهای گوناگون از جمله گالیم در دمای محیط و توانایی آن در استخراج عناصر از محلولهای رقیق، نیاز به مطالعات جامع در مورد این سیستمها وجود دارد.
شکل ۱: فلوشیت طراحی شده جهت استحصال گالیم از محلول آلومینات سدیم به روش استخراج با حلال ]۲[
هدف از انجام این مطالعات بررسی تاثیر شرایط میکروامولسیون بر روی استخراج گالیم و آلومینیوم از محلول آلومینات سدیم واقعی است. برای این منظور، ابتدا شرایط لازم برای تشکیل محیط میکروامولسیون مناسب بدست آمد و سپس به بررسی تاثیر پارامترهایی از قبیل زمان، نوع فاز آبی، نوع کمک سطح ساز و نوع سیستم میکروامولسیون تشکیل شده پرداخته شد.
