Ứng dụng kỹ thuật phân lớp dữ liệu trong dự báo báo hỏng dịch vụ của khách hàng tại VNPT bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN - PHẠM QUỐC TRUNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH THORI, URANI TỪ QUẶNG MONAZITE NAM ĐỀ GI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG - LỎNG LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA VƠ CƠ Bình Định - Năm 2019 - PHẠM QUỐC TRUNG NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH THORI, URANI TỪ QUẶNG MONAZITE NAM ĐỀ GI BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG - LỎNG Chuyên ngành : Hoa Vô Cơ Mã sơ : 8440113 Người hướng dẫn: PGS.TS Cao Văn Hồng LỜI CAM ĐOAN Luận văn cơng trình nghiên cứu cá nhân tôi, thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Cao Văn Hoàng Các số liệu, kết luận nghiên cứu trình bày luận văn hồn tồn trung thực Tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm lời cam đoan Học viên Phạm Quốc Trung LỜI CẢM ƠN “Một hoa chưa phải vòng nguyệt quế” -Ngạn ngữ Hy LạpSau thời gian học tập nghiên cứu hồn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách Thori, Urani từ quặng monazite nam Đề Gi phương pháp chiết lỏng - lỏng” hướng dẫn PGS.TS Cao Văn Hồng Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Cao Văn Hồng người giao đề tài tận tình dẫn tơi q trình hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Viện Hóa Học Viện Khoa Học Vật Liệu hỗ trợ trang thiết bị tư vấn kỹ thuật trình thực nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Bộ mơn Hóa Vơ nói riêng khoa Hóa nói chung dạy dỗ, bảo động viên thời gian học tập trường Đại học Quy Nhơn Tôi xin cảm ơn PGS.TS Đào Ngọc Nhiệm, Viện Khoa Học Vật Liệu hỗ trợ tơi q trình nghiên cứu Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, bạn học viên cao học Hóa khóa 20 giúp đỡ thời gian học tập thực nghiên cứu Quy Nhơn, ngày 20 tháng 06 năm 2019 Học viên Phạm Quốc Trung MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT Tên viết tắt AAS ANOVA CCC CCD DF EDX HEH(EHP) ICP-AES ICP-MS MS NTĐH RE REEs RSM RSD TBP TEHP TiAP TiBP TOA TPPO TsBP SD SEM SS UV-VIS Tên đầy đủ Quang phổ hấp thụ nguyên tử Phân tích phương sai Thiết kế tổng hợp trung tâm Thiết kế thí nghiệm có tâm Bậc tự Phổ tán sắc lượng tia X 2-ethylhexyl phosphoric acid mono 2-ethylhexyl ester Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối quang phổ phát xạ nguyên tử Quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối khối phổ Trung bình bình phương Nguyên tố đât hiêm Rare Earth (Đât hiêm) Cac nguyên tố dât hiêm Phương pháp đáp ứng bề mặt Độ lệch chuẩn tương đối Tri-n-Buty Photphat Tris (2-ethylhexyl) photphat Tri-isoamyl photphat Tri-iso-butyl photphat Trioctylamin Triphenylphotphin oxit Tri -sec-butyl photphat Độ lệch chuẩn Quang phố huynh quang Tổng bình phương Quang phổ hấp thụ phân tử vùng tử ngoại khả kiến DANH MỤC BẢNG Bảng 3.21 Thành phần nguyên tố kết tủa R1 xác định theo phương pháp SEM-EDX 85 Bảng 3.22 Thành phần nguyên tố kết tủa R2 xác định theo phương pháp SEM-EDX 86 Bảng 3.23 Thành phần nguyên tố kết tủa Thori (rắn R3) xác định theo phương pháp SEM-EDX 87 Bảng 3.24 Thành phần nguyên tố chất rắn R4 xác định theo phương pháp SEM-EDX 88 Bảng 3.25 Thành phần hóa học ThO2 xác định theo phương pháp SEMEDX .89 Bảng 3.26 Thành phần hóa học kết tủa UO3 xác định theo phương pháp DANH MỤC HÌNH Hình 3.7.Ảnh hưởng loại muối đẩy đến hiệu suất thu hồi Th(IV), U(VI) .64 Hình 3.8 Ảnh hưởng nồng độ Al(NO3)3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) .65 Hình 3.12 Mặt đáp ứng không gian chiều đường đồng mức thể hiệu ứng tương tác nồng độ TBP; HNO 3; tỉ lệ pha thời gian đến hiệu suất chiết U(VI) 75 Hình 3.13 Ảnh hưởng loại axit đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI) 78 Hình 3.14 Ảnh hưởng nồng độ axit H2SO4 đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI) 80 DANH MỤC SƠ ĐỒ • 10 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Ngay nay, vo'i sư phát triên khoa học ky thuât nguyên tố đât hiêm (NTĐH) hợp chât cua chung khăng định vai tro quan Nho' tinh chât đặc biêt NTĐH ưng dụng nhiêu lĩnh vục khac như: cống nghiêp điên tử, chê tao vât liêu, cống nghê silicat, hoa dâu, luyên kim, chặn nuối, y hoc, Với trữ lượng đất dồi (khoảng 17 - 22 triệu tấn) đứng thứ giới, phân bổ chủ yếu tỉnh Tây Bắc như: Bắc Nậm Xe, Nam Nậm Xe, Đống Pao (Lai Châu), Mường Hum (Lào Cai) Yên Phú (Yên Bái) tỉnh ven biển từ Thanh Hóa đến Bà Rịa, Vũng Tàu việc khai thác nguồn tài nguyên chắn đem đến cho nươc ta nhiều lợi ích kinh tế Theo tính tốn giới khoa học, giá thị trường 800 USD/tấn đất hiếm, tách riêng nguyên tố có đất để bán, giá tặng lên nhiều lần, khoảng triệu USD/tấn nguyên tố Hon 200 loại khoáng sản khac co chưa cac nguyên tố hiếm, nhiên có ba loại sử dụng để tách nguyên tố đất hiếm, cụ thể bastnasit với thành phần (RE)(CO3)F, monazit (RE)PO4 xenotim YPO4 [19],[34],[85], quặng monazit la nguốn khai thac chinh thứ hai sau bastnasit [9] Loai quặng phân bố chui yêu doc theo cac tĩnh ven biên nươc ta, đặc biêt la cac tinh miên trung đo co sa khoang nam Đê Gi, Binh Đinh Ngoài nguyên tố hiêm, quặng monazit chưa cac nguyên tố khac Thori, Urani, Zirconi, Silic, [34],[59] Viêc khai thac, tinh chê cac nguyên tố hiêm tư quặng monazit tiềm ẩn nguy co gây ố nhiễm mối trường cao hon khai thác than đá, dầu mỏ nhiều chế biến đất phải dùng nhiều loại hóa chất có ảnh hưởng đến mơi trường Ngồi ra, đất có khống chất tiên phóng xa Thori, Urani Do đo cần phải nghiên cưru tách nguyên tố quái trinh khai thác nguyên tố hiêm [83] Feng Xie (2014), "A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions", Minerals Engineering 56, 10-28 [84] Ivanor Zardo (2017), "Optimization of Ultrasound Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Sunflower Seed Cake Using Response Surface Methodology", Waste and Biomass Valorization 10(1), 33-44 [85] Zhaowu Zhu, Yoko Pranolo Chu Yong Cheng (2015), "Separation of uranium and thorium from rare earths for rare earth production - A review", Minerals Engineering 77, 185-196 [86] Jelena Zivkovic (2018), "Optimization of ultrasound-assisted extraction of polyphenolic compounds from pomegranate peel using response surface methodology", Separation and Purification Technology 194, 4047 [87] web https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Uranium-oxide- _U3O8#section=Information-Sources [88] Ting An Zhang Feng Xie , David Dreisinger , Fiona Doyle, (2014), "A critical review on solvent extraction of rare earths from aqueous solutions ", Minerals Engineering 56, 10-28 PHỤ LỤC Bảng a Thành phần hóa học tinh quặng monazit xác định theo phương pháp ICP-MS XRF Thành phần nguyên tố MKN SiO2 Zr Fe Ti ELn2O3 Th U KLK Đơn vị % % % % % % % % % Phương pháp ICP-MS 1,25 16,90 3,72 1,15 4,75 56,22 5,92 0,11 10,09 Phương pháp XRF 16,79 3,69 1,25 4,67 57,80 6,30 < 0,001 - Bảng b Kết khảo sát ảnh hưởng loại dung mơi hịa tan TBP đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Dung mơi pha lỗng Diclometan Cloroform Toluen Benzen Cacbon tetraclorua Dầu hỏa n-Hexan Lần 19,46 17,19 12,66 12,02 Th(IV) Lần 18,19 16,43 11,95 11,42 Lần 19,20 17,73 12,32 12,75 U(V) Lần 19,83 17,60 11,12 9,40 Lần 18,50 16,56 9,53 9,93 Lần 19,36 16,37 10,54 10,47 9,47 10,19 9,45 8,09 9,87 9,13 8,05 6,95 6,70 7,72 7,62 6,82 6,18 5,62 5,34 4,80 5,57 5,56 Co Th(IV) : 19,75 (mg/L); Co U(VI) : 20,15 (mg/L) Bảng c Kết khảo sát ảnh hưởng axit khác đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Loại axit Co HNOs 19,75 HCl 19,63 H2SO4 19,28 T Lần 1h 8,05 17,66 18,69 (IV) Lần 6,70 16,79 17,97 Lần 7,62 17,34 18,44 Co 20,15 20,32 20,76 U(VI) Lần Lần 6,18 5,34 15,46 16,69 18,47 17,81 Lần 5,57 16,37 18,51 Bảng d Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ tác nhân chiết TBP đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) C TBP (M) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 2,8 3,2 Lần 21,31 16,54 12,77 10,06 8,37 6,93 5,02 4,63 3,93 3,39 3,21 2,05 2,17 3,04 3,37 3,37 3,40 Th(IV) Lần 20,88 15,85 12,29 9,67 8,01 6,54 4,88 4,23 3,79 2,94 2,62 2,98 2,86 2,92 3,00 3,50 3,61 Lần 21,64 16,90 13,07 10,33 8,61 7,13 5,61 5,25 4,40 4,14 3,06 2,36 2,93 2,27 2,63 2,75 4,26 U(VI) Lần 24,27 14,55 11,89 9,47 4,19 5,68 4,29 2,26 3,42 3,75 3,68 5,14 5,18 6,45 6,98 8,82 9,32 Lần 22,53 13,71 12,75 10,41 3,90 5,98 4,75 2,54 3,00 3,12 4,11 4,51 5,89 6,68 8,02 8,09 9,72 Lần 24,77 14,13 11,64 9,20 14,11 4,69 4,16 3,27 3,54 3,71 4,50 4,81 5,29 5,98 7,29 8,17 9,21 Co Th(IV) : 22,12 (mg/L); Co U(VI) : 25,58 (mg/L) Bảng e Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Co HNO3 (M) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Th(IV) mg/L) Lần Lần Lần Co 22,12 2,05 2,98 2,36 20,06 2,15 2,41 1,84 21,02 1,75 1,90 2,28 19,83 1,51 1,92 1,64 18,79 1,52 1,62 1,30 20,91 1,21 1,38 1,64 21,16 1,15 1,41 0,93 22,50 1,49 1,65 2,02 21,35 1,76 1,85 2,19 22,02 1,89 2,01 2,56 Co 25,5 18,7 19,2 21,2 22,0 20,1 19,6 21,7 22,1 20,5 U(VI) Lần 2,26 1,21 0,98 1,76 1,44 1,60 1,82 2,09 2,88 2,99 (mg/L) Lần Lần 2,54 3,27 1,52 1,82 0,81 1,27 1,58 1,31 1,72 2,18 1,73 2,06 2,00 2,32 2,56 3,95 3,12 3,41 3,27 3,78 Bảng f Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ thể tích pha nước:hữu đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Tỉ lệ pha hữu cơ:nước (v/v) 3/1 2/1 1/1 1/2 1/3 Th(IV) (mg/L) Co 19,93 19,93 21,16 19,93 19,93 U(VI) jug/L) Lần Lần Lần 0,28 0,67 1,15 4,29 8,76 0,37 0,58 1,41 4,54 8,48 Co 0,18 0,47 0,93 4,74 8,90 17,41 17,41 19,26 17,41 17,41 Lần Lần Lần 0,29 0,35 0,98 5,74 8,15 0,48 0,57 0,81 5,28 7,81 0,47 0,43 1,27 5,63 7,61 Bảng g Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Thời gian 10 15 20 30 Co 21,86 21,86 21,86 21,86 21,86 21,16 Th(IV) (mg/L) Lần Lần 2,79 2,91 1,95 2,19 1,65 1,79 1,42 1,31 1,19 1,32 1,41 1,15 Lần 0,93 Co 17,86 17,86 17,86 17,86 17,86 19,26 U(VI) (mg/L) Lần Lần 3,98 3,65 2,35 2,18 1,65 1,86 1,09 1,25 1,05 0,92 0,98 0,81 Lần 1,27 Bảng h Kết khảo sát ảnh hưởng loại muối đẩy đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Loại muối đẩy NH4NO3 LiNOs Mg(NO3)2 A1(NO3)3 Th(IV) (mg/L) Co Lần 21,06 0,68 21,06 0,54 21,06 0,35 21,06 0,29 Lần 0,85 0,79 0,56 0,19 Co 23,56 23,56 23,56 23,56 U(VI) (mg/L) Lần 0,37 0,22 0,18 0,14 Lần 0,49 0,39 0,34 0,28 Bảng i Kết khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối đẩy đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) Nồng độ A1(NOS) 0,05 0,1 Th(IV) (mg/L) Co Lần Lần 21,815 0,91 1,09 21,815 0,85 1,08 U(VI) (mg/L) Co Lần Lần 23,56 0,74 0,99 23,56 0,71 0,86 0,2 0,3 0,4 0,5 21,815 21,815 21,815 21,06 0,79 0,63 0,36 0,29 0,91 0,52 0,48 0,19 23,56 23,56 23,56 23,56 0,42 0,33 0,18 0,14 0,58 0,47 0,32 0,28 Bảng k Ma trận thí nghiệm kết thực nghiệm STT CTBP (M) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -2 0 0 0 0 0 0 CHNO3 (M) -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 0 -2 0 0 0 0 0 O/A (v/v) -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 0 0 -2 0 0 0 0 Thời gian (phút) -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 0 0 0 -2 0 0 0 Th (IV) U(VI) Sau Co Co chiết 23,54 4,66 15,48 23,54 3,78 15,48 18,83 2,53 25,21 18,83 2,43 25,21 23,54 2,18 15,48 23,54 1,88 15,48 18,83 1,86 25,21 18,83 1,41 25,21 23,54 3,64 15,48 23,54 2,81 15,48 18,83 1,69 25,21 18,83 1,45 25,21 23,54 2,24 15,48 23,54 1,67 15,48 18,83 0,88 25,21 18,83 1,00 25,21 21,47 2,97 21,23 17,29 1,65 21,23 26,93 5,71 23,26 17,29 2,46 24,50 21,47 5,04 21,23 21,47 0,42 21,23 21,47 2,07 21,23 21,47 1,33 21,23 21,47 1,58 21,23 21,47 1,42 21,23 21,47 0,90 21,23 21,47 1,13 21,23 21,47 1,35 21,23 21,47 1,75 21,23 Sau chiết 2,39 1,60 2,69 1,87 1,64 0,96 1,99 1,60 1,80 1,13 2,26 1,32 1,59 0,84 1,82 1,65 2,78 2,05 3,74 2,40 2,81 1,21 1,83 1,01 1,07 0,99 1,20 0,80 1,14 0,77 31 0 0 21,47 1,55 21,23 0,52 Bảng l Kết khảo sát ảnh hưởng loại axit đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI) Tác nhân giải chiết HNOS HCl CH3COOH H2SO4 T (IV) (mg/L) h Co Lần Lần 24,89 2,60 2,79 24,89 9,12 9,32 24,89 8,06 8,52 24,89 19,73 19,91 Co 14,21 14,21 14,21 14,21 U(VI) (mg/L) Lần 0,37 0,92 7,52 11,04 Lần 0,44 0,98 7,75 11,28 Bảng m Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ pha nước:hữu đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI) Co H2SO4 (M) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 6,0 7,0 8,0 Th(IV) (mg/L) U(VI) (mg/L) Co H2SO4 Co Lần Lần (M) Co Lần Lần 15,38 3,93 4,20 3,0 12,6 7,62 7,80 15,38 4,46 4,67 3,3 12,6 9,09 8,91 15,38 7,23 7,62 3,6 12,6 9,68 9,50 15,38 10,29 10,65 4,0 14,21 11,04 11,28 15,38 12,68 12,92 4,3 12,6 10,14 10,51 15,38 12,94 13,10 4,6 12,6 9,44 9,80 15,38 12,44 12,81 5,0 12,6 8,37 8,60 24,89 19,73 19,91 6,0 12,6 7,95 8,10 15,38 11,53 11,86 7,0 12,6 7,05 6,90 15,38 11,39 11,66 8,0 12,6 6,38 6,20 15,38 10,19 10,46 15,38 9,70 9,92 15,38 8,22 8,57 Bảng n Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ pha nước:hữu đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI) Tỉ lệ pha nước: hữu (v/v) 1:3 1:2 1:1 2:1 3:1 Th(IV) (mg/L) Co Lần Lần 15,38 12,48 12,88 15,38 12,87 13,11 15,38 12,94 13,10 15,38 6,18 6,40 15,38 4,10 4,16 U(VI) (mg/L) Co Lần Lần 12,60 13,32 13,62 12,60 12,80 13,06 14,21 11,04 11,28 12,60 5,62 5,53 12,60 3,28 3,36 Bảng o Kết khảo sát số lần giải chiết Số lần giải chiết Th(IV) (mg/L) U(VI) (mg/L) Co Lần Lần Co Lần Lần 15,38 12,94 1,71 0,53 13,15 1,37 0,55 12,60 11,37 1,06 0,13 11,26 0,97 0,14 Hình a Phổ SEM- EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R1 Hình b Phổ SEM- EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R2 Hình c Phổ SEM- EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R3 Hình d Phổ SEM-EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R4 I Spectrum 14 cp s/e V 16 I•••I•I•I 18 Hình e Phổ SEM-EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R5 Hình f Phổ SEM-EDX xác định thành phần nguyên tố kết tủa R6 keV Hình g Khảo sát ảnh hưởng dung mơi đến hiệu suất chiết Th(IV) Hình h Khảo sát ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất chiết U(VI) Hình i Khảo sát ảnh hưởng nồng độ TBP đến hiệu suất chiết U(VI) Hình k Khảo sát ảnh hưởng nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết U(VI) Hình l a - Dung dịch quặng b - kết tủa oxalat (a) I I feH(oxôf