Chiết dung môi của tetravalent hafnium từ axit hcl bằng pc88a

Chiết dung môi của tetravalent hafnium từ axit các giải pháp clorua sử dụng hexyl 2-ethyl axit phosphonic mono-2-etyl hexyl este (PC-88A) B.R. Reddy, J.R. Kumar, A.V. Reddy Hóa học vô cơ Phòng, Ấn Độ Viện Công nghệ hóa học (CSIR), Hyderabad 500 007, Ấn Độ. Hóa học phân tích, Cục Hóa học, Đại học Sri Venkateswara, Tirupati 517.502, Ấn Độ Nhận 10 tháng 10 năm 2003; chấp nhận 11 tháng 1 năm 2004. 1. Tổng quan. Chiết dung môi của Hf (IV) từ các giải pháp có tính axit clorua đã được thực hiện với máy tính - 88A như một chiết . Tăng axit tập trung giảm tỷ lệ khai thác kim loại cho thấy cơ chế loại trao đổi ion. Cốt truyện của logDvs đăng nhập ½ chiết ? , M là tuyến tính với độ dốc 1,8 cho thấy sự kết hợp của hai mol chiết với các loài kim loại chiết xuất . âm mưu của đăng nhập Dvs đăng nhập ½ H þ ? đã đưa ra một đường thẳng có độ dốc tiêu cực của ? 2 cho thấy việc trao đổi hai mol của các ion hydro cho mỗi nốt ruồi của Hf ( IV). Ảnh hưởng của nồng độ ion Cl ? Ở nồng độ liên tục của [ H þ ] Không cho thấy bất kỳ sự thay đổi trong giá trị . Ngoài ra muối natri tăng cường khai thác tỷ lệ phần trăm của kim loại và theo thứ tự NaSCN > NaCl > Na2SO4 nano3 ? . tước kim loại từ nạp hữu cơ (LO) với các axit khác nhau chỉ ra axit sunfuric làm đại lý tước tốt nhất . tái sinh và khả năng tái chế của PC- 88A , nhiệt độ, hành vi khai thác các yếu tố liên quan đã được nghiên cứu . ? 2004 Elsevier Ltd Tất cả các quyền . Giới thiệu Hafnium được sử dụng cho hợp kim với sắt, titan, niobi và các kim loại khác cho các ứng dụng hạt nhân. Khảo sát tài liệu về việc khai thác các Hf (IV) tiết lộ việc sử dụng các hợp chất photpho hữu cơ cụ thể là, TBP ( Koravin et al. , 1962) , D2EHPA ( Das et al. , 1981) , Cyanex 923 ( El- ammouri và Distin , 1996) và Cyanex 925 ( Da Silva và cộng sự . , 2000). PC- 88A là một thương mại chiết và được sử dụng rộng rãi như một chiết cho tách Ni- Co ( Sarangi et al , 1999 . ) và extrac hóa của các ion kim loại nhiều ( Reddy et al , 1999; . Saji John et al. , 1999). Mặc dù số lượng lớn các nghiên cứu báo cáo các chiết dung môi của các kim loại với PC- 88A , nó đã không được báo cáo cho chiết lỏng - lỏng của hafini . Nghiên cứu này báo cáo các dung môi hành vi khai thác Hf (IV) từ clorua axit thấp các giải pháp với PC-88A trong dầu hỏa . thử nghiệm các thông số nghiên cứu là: tác dụng của acid, ảnh hưởng của Cl? / H khi tập trung liên tục khác , chiết và kim loại tập trung, bản chất của chất pha loãng , ảnh hưởng của muối , bốc năng lực, tước kim loại từ nạp hữu cơ (LO) , nhiệt độ , tái tạo và khả năng tái chế chiết , khai thác các yếu tố liên quan. 2. thực nghiệm 2.1. Máy móc và thuốc thử Nồng độ của Hf (IV) và Zr (IV) trong pha nước được xác định bằng các xylenol da cam (XO) phương pháp (Cheng, 1959) tại 535 nm và Ti (IV) bằng cách phương pháp hydrogen peroxide (Cheng, 1959) tại 410 nm sử dụng một GBC CINTRA 10e UV-VIS-DRS spectrome-ter. Phân tích của Fe (III) và Al (III) được thu thập bằng cách sử dụng Perkin Elmer Model A 300 AAS. Julabo shaker (Temp SW 22 mô hình) được sử dụng cho hiệu ứng nhiệt độ. PC-88A (Daihachi Công nghiệp hóa chất, Nhật Bản) và HfCl4 (Fluke, 98%) đã được sử dụng. Các giải pháp làm việc của Hf (IV) là pha chế và sử dụng cho các thí nghiệm khai thác. Dầu hỏa chưng cất (160-200 C) đã được sử dụng như một chất pha loãng. Tất cả các thuốc thử khác được sử dụng là phân tích cấp thuốc thử. 2.2. Thủ tục tách chiết dung môi Khối lượng bằng nhau ( 10 ml) của pha nước có chứa nồng độ mong muốn của Hf (IV) / hoặc các kim loại khác và pha hữu cơ có chứa các chiết , PC- 88A đã được cân bằng trong 30 phút trong kính dừng lại chai sử dụng một shaker cơ khí. Thí nghiệm sơ bộ trên động học của chiết xuất kim loại cho thấy trạng thái cân bằng đã đạt được với trong 20 phút liên lạc. Sau khi giai đoạn phân tham gia , pha nước được tách ra và nó hàm lượng kim loại đã được ước tính bằng phương pháp XO .Nồng độ của các kim loại trong pha hữu cơ là tính từ cân bằng khối lượng . Tất cả các thí nghiệm đã được tiến hành ở nhiệt độ phòng ( 30 ± 1 C ? ) ngoại trừ những người liên quan có hiệu lực nhiệt độ . Tỷ lệ phân phối , Được tính như nồng độ hiện kim loại trong pha hữu cơ để phần đó trong pha nước ở trạng thái cân bằng . Khi cần thiết, các kim loại tập trung trong giai đoạn hữu cơ được xác định bằng tước một dịch chất phù hợp với loãng HCl , tiếp theo phân tích bằng phương pháp XO . *Cơ chế khai thác Hf (IV) từ axit các giải pháp clorua với PC-88A như một chiết có thể biểu diễn như là (1) nơi Kex biểu thị hằng số cân bằng và (HA) 2 đề cập đến hình thức dimeric của chiết (PC-88A). nó có được báo cáo ở những nơi khác mà các extractants sẽ tồn tại như chất nhị trùng theo các điều kiện thử nghiệm hiện tại (Saji John và các cộng sự., 1999).(2) Thay thế cho [HFO (HA2) 2] / [HFO 2th ] Và sắp xếp lại phương trình. (2) có dạng (3) Phân tích các dữ liệu thực nghiệm tỷ lệ phân bố (D) là một chức năng của H ion và nồng độ chiết ở giá trị không đổi của các thông số khác cho phép lập dự toán số lượng các phân tử kết hợp với chiết khu phức hợp kim loại chiết xuất. Ảnh hưởng của nồng độ HCl trong phạm vi, 005-1 M trên việc khai thác các Hf (IV) đã được điều tra sử dụng 0.002 M PC-88A. Hành vi khai thác cho thấy một sự phụ thuộc nghịch với nồng độ axit cho thấy việc phát hành H ion từ chiết trong khai thác quá trình. Việc giảm khai thác phần trăm là tuyệt vời (82,8-58%) trong khu vực 0,005-0,1 M HCl và trở thành biên sau đó (Hình 2 hafnium ) . Ảnh hưởng của nồng độ ion clorua trong khoảng 0,05-0,2 M tại H liên tục tập trung þion ( 0,1 M ) đã được nghiên cứu từ hỗn hợp HCl và NaCl sử dụng 0.002 M PC- 88A . Khai thác phần trăm của kim loại vẫn không đổi với tăng nồng độ ion clorua ( D ¼ 2:65 0:05 ) . Ảnh hưởng của nồng độ ion hydro trên tỷ lệ phân bố của Hf (IV) trong phạm vi của H ion từ 0.05 0,2 M ở liên tục Cl ion ( 0,1 M ) trong dung dịch nước giai đoạn . Cốt truyện của logDvs đăng nhập ½ H (Hình 1 (a)) đã đưa ra một đường thẳng có độ dốc tiêu cực? 2 , cho thấy trao đổi hai mol H cho tất cả các nốt ruồi của ion kim loại trong quá trình khai thác . Tác dụng của chiết tập trung trong khoảng 0,001-0,003 M của PC- 88A đã được nghiên cứu trên việc khai thác các Hf (IV) từ 0,1 M axit tập trung. Cốt truyện của logDvs đăng nhập ½ chiết ? , Mis tuyến tính với độ dốc 1,8 (Hình 1 (b)) , cho thấy asso hao của hai nốt ruồi của chiết với chiết xuất loài kim loại vào pha hữu cơ . biến thể của nồng độ kim loại trong phạm vi ,00018-,00367 M trên tách Hf (IV) đã được nghiên cứu từ 0,1 M HCl sử dụng 0.002 M PC- 88A . Cốt truyện đăng ký (không hiển thị ) tập trung kim loại pha hữu cơ cân bằng chống tập trung giai đoạn kim loại dung dịch nước là tuyến tính với độ dốc bằng 1.1 cho thấy việc khai thác các loài đơn nhân vào giai đoạn hữu cơ. dựa trên những kết quả này , các loài chiết xuất được thành lập như HFO ( HA2 ) 2ðorgÞ 2. Ảnh hưởng của muối và chất pha loãng Tác dụng của muối như NaCl, Na2SO4, NaNO3 và NaSCN đã được nghiên cứu trong phạm vi nồng độ 0,1-2,0 M trên các hành vi khai thác 0.001 M Hf (IV) từ [ HÌNH 1] Hình. 1. Ảnh hưởng của ion hydro hoặc nồng độ chiết trên tỷ lệ phân bố của hafnium (IV). (a) Hf (IV): 0,001 M, [Cl ? ]: 0,1 M, PC-88A: 0,002 M. (b) Hf (IV): 0.001 M, HCl: 0,1 M. [ HÌNH 2] Hình. 2. Tách kim loại kết hợp như một chức năng của nồng độ axit. Kim loại: 0.001 M, PC-88A: 0,002 M. 0,1 M HCl với 0.002 M PC- 88A . Trong trường hợp của NaCl, tỷ lệ khai thác liên tục tăng theo tăng nồng độ NaCl . Khai thác tỷ lệ là 73,1% trong 0,1 M và đạt 93% trong 2 M NaCl tập trung. Trong trường hợp của Na2SO4 , tỷ lệ phần trăm khai thác là 75,6% trong 0,1 M muối và đạt 91,2% trong Nồng độ muối M . Trong trường hợp nano3 , tỷ lệ phần trăm khai th ác bắt đầu 73,1% nồng độ muối 0,1 M và đạt 97,1% nồng độ muối M 2 . trên.Mặt khác với NaSCN , 100% chiết xuất được thực hiện ngay cả ở nồng độ thấp ( 0,5 M ) ưu tốt hơn khai thác Hf ( IV ) so với các loại muối khác . Tại một cho nồng độ kim loại, chiết và acid , việc khai thác mỗi centage sau theo thứ tự giảm dần NaSCN > NaCl > Na2SO4> NaNO3 ? . Việc khai thác Hf (IV) từ 0,1 M HCl bằng 0,002 M PC- 88A trong chất pha loãng khác nhau giảm theo thứ tự : n-hexan ( D ¼ 2:6) > cyclohexane ( D ¼ 1:9) > nitrobenzene ( D ¼ 1:7) > dầu hỏa ( D ¼ 1:4) > carbon tetrachloride ( D ¼ 1:2) > benzen ( D ¼ 00:08 ) > toluene ( D ¼ 00:07 ) > chloroform ( D ¼ 00:06 ) > xylene ( D ¼ 0:05 ). 3.3. Nạp dung lượng và nghiên cứu Tải trọng của 0,002 M PC-88A đã được xác định tiếp xúc lặp đi lặp lại của hữu cơ với cùng một khối lượng của pha nước chứa 0,00024 M của Hf (IV) và 0,1 M HCl. Dự toán của tích lũy [Hf (IV)] org vs số liên lạc sau khi liên lạc với nhau chứng minh tải đầy đủ của các chiết có thể sau mười giai đoạn liên lạc. Phân tích của LO chứa 109,3 mg l ? 1 Hf. Hf (IV) tước từ LO đã được nghiên cứu với HCl, H2SO4 và HNO3 trong khoảng 0,1-8 M và thay đổi theo bản chất của axit. So sánh hiệu quả của 1 và 8 M cho HCl và HNO3 là 22,1 và 55,5%, 4,5 và43,8%, tương ứng. Trong trường hợp của H2SO4, tỷ lệ phần trăm khai thác là 22,7% trong 0,1 M axit và đạt 100% trong 2 M nồng độ axit. Những kết quả này chứng minh rằng H2SO4 là tốt nhất và HNO3 là tác nhân tách nghèo. 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ Ảnh hưởng của nhiệt độ trong khoảng 303-333 K (± 1 ) trên việc khai thác kim loại từ dung dịch có chứa 0,001 M Hf (IV) và 0,1 M HCl sử dụng 0.002 M PC- 88A đã được nghiên cứu bằng cách liên hệ các giai đoạn trong 30 phút trong một nhiệt được gắn với một shaker cơ khí.Tước kim loại từ LO ( 109,3 mg l ? 1 Hf (IV) ) được thực hiện bằng cách sử dụng 4 M HCl. khai thác tỷ lệ phần trăm tăng với tăng nhiệt độ . tương ứng giá trị 30 , 40, 50 và 60 C ? 58 , 61,5 , 64,5 và 67,5% trong khai thác và 35 , 46,8 , 60,6 và 72,5% trong quá trình tước , tương ứng . các tính giá trị OFD ? Hfrom lô Arrhenius (không hiển thị )là ) 2.8 và ) 10,5 kcalmol ? 1cho việc khai thác và tước quá trình cho thấy các phản ứng tỏa nhiệt . 3.5. Tái sinh và tái chế công suất của PC- 88A Khả năng tái chế 0.002M PC- 88A cho khai thác Hf (IV) được thực hiện bằng cách tải đầu tiên chiết với một pha nước chứa 0,001 M Hf (IV) và 0,01 M HCl. Khai thác giai đoạn duy nhất cung cấp cho LO có chứa 76 mg l ? 1 kim loại. LO này đã được tước với 1 M H2SO4 . Pha hữu cơ tái sinh là sau đó được sử dụng để khai thác . Kết quả cho thấy thực tế thay đổi không đáng kể trong việc khai thác ( 76 ± 0,5 ) và hiệu quả tước ( 99,5 ± 0,5 ) của chiết lên đến 10 chu kỳ khai thác . 3.6. Ảnh hưởng của các ion kim loại liên quan Hành vi khai thác của Zr (IV) , Ti ( IV) , Al (III) và Fe (III) (mỗi 0,001 M) đã được nghiên cứu như một chức năng của. Nồng độ HCl sử dụng 0.002 M PC- 88A (Hình 2) . Tỷ lệ khai thác Hf (IV) , Zr (IV) và Fe (III) giảm mạnh với nồng độ axit tăng lên đến 0,1 M axit. Tách Ti ( IV) và Al (III) con số không. Do đó , nó có thể tách Hf (IV) từ nhiều valent các ion kim loại như Ti ( IV) , Al (III) và Fe (III) sử dụng 0.002 M PC- 88A ở nồng độ >=0.3 M axit HCl . 4 . kết luận Nghiên cứu này trên máy tính - 88A như một chiết cho khai thác Hf (IV) từ các giải pháp có tính axit clorua thể hiện sự chuyển kim loại bằng cách trao đổi cation cơ chế với các loài HFO ( HA2 ) 2. khai thác thay đổi theo bản chất của chất pha loãng , muối và nhiệt độ. Hành vi khai thác các kim loại thường gắn liền với hafnium chỉ ra sự tách biệt có thể có của Hf từ Ti , Al và Fe . . cáo các chiết dung môi của các kim loại với PC- 88A , nó đã không được báo cáo cho chiết lỏng - lỏng của hafini . Nghiên cứu này báo cáo các dung môi hành vi khai thác Hf (IV) từ clorua axit thấp. Chiết dung môi của tetravalent hafnium từ axit các giải pháp clorua sử dụng hexyl 2-ethyl axit phosphonic mono-2-etyl hexyl este (PC-88A) B.R 11 tháng 1 năm 2004. 1. Tổng quan. Chiết dung môi của Hf (IV) từ các giải pháp có tính axit clorua đã được thực hiện với máy tính - 88A như một chiết . Tăng axit tập trung giảm tỷ lệ khai thác