Tách Zr khỏi các nguyên tố khác bằng tác nhân xeton, amin và ete

Một phần của tài liệu Nghiên cứu xác định tạp chất trong một số vật liệu zirconi sạch hạt nhân bằng phương pháp phân tích ICPMS. (Trang 30 - 32)

Theo tài liệu [44], các tác giả N.E. El-Hefny, Y. A. El-Nadi, J. A. Daoud đã nghiên cứu chiết Zr(IV) trong môi trường HNO3 bằng TTA trong dầu hoả, CHCl3, CCl4, C6H6, C6H5CH3 và C6H5NO2. Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3, ion H+, ion NO3-, TTA và nhiệt độ trong quá trình chiết đã được nhóm tác giả khảo sát và chỉ ra. Các tác giả Sato và Watanabe đã nghiên cứu chiết Zr(IV) trong các môi trường HCl, H2SO4 bằng aliquat 336, alamin 336. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết Zr(IV) tăng theo độ dài của các nhóm alkyl và tăng khi các chuỗi alkyl dạng mạch nhánh trong các amin. Các tác giả Al-Ani và Masoud cũng đã sử dụng tác nhân alamin 336 để chiết Zr(IV) và thu được hiệu suất chiết là 14% từ các môi trường axit thấp HNO3 (2 mol/L). Trong khi Mishra và cộng sự [44] đã sử dụng alamin 336 nồng độ 1,15.10-1 mol/L và aliquat 336 nồng độ 1,11.10-1 mol/L cùng với TBP 3,7.10-2 mol/L để chiết hệ (ZrOCl2.8H2O 10-3 mol/L + HCl 8 mol/L) đã cho hiệu suất chiết Zr(IV) tương ứng đạt 99% và 100%. Ngoài ra, Schrotlerova và Mrnka [44] đã nghiên cứu sử dụng các amin bậc 1, bậc 2, bậc 3 để chiết Zr(IV) trong môi trường H2SO4. Khi sử dụng các amin bậc 1, Zr(IV) được chiết ở độ pH thấp hơn so với các amin bậc cao.

Nhóm tác giả Reddy B. R. và cộng sự [81] đã nghiên cứu chiết Zr(IV) và Hf(IV) trong môi trường HCl bằng 3 tác nhân: HPBI, HFBPI và HTPI pha loãng trong xylen. Kết quả cho thấy cơ chế chiết Zr(IV) và Hf(IV) được mô tả theo phương trình trao đổi cation: MO2+(aq) + 2HA(org)  MOA2(org) + 2H+(aq) (1.17), trong đó M = Zr, Hf và HA = HPBI, HFBPI, HTPI. Hệ số phân bố D có giá trị gần bằng 2. Ảnh hưởng của các chất pha loãng như CCl4, C6H12, C6H14, C6H6, C6H5NO2, C6H4(CH3)2, C6H5CH3 và CHCl3 khi chiết Zr(IV) hoặc Hf(IV) đã được nghiên cứu.

Kết quả chiết hỗn hợp chứa Zr(IV), Hf(IV) và Ti(IV), Al(III), Fe(III) đã cho thấy có thể tách Zr(IV) ra khỏi một số ion cộng kết với nó.

Thông thường các amin khối lượng phân tử cao (bậc 1, bậc 2 và bậc 3) và các hợp chất muối halogenua của amoni bậc 3 được sử dụng trong chiết tách Zr, Hf theo cơ chế trao đổi anion [46].

Amin bậc 1: Năm 1992, Schotterova và cộng sự đã sử dụng JMT (amin mạch dài bậc 1) để chiết Zr trong việc sản xuất các muối Zr tinh khiết. Các amin bậc 1 khác như: armeen 18-D, đã được Cerrai và Testa sử dụng để chiết và tách Zr/Hf từ dung dịch HCl và cho hệ số tách Zr/Hf từ 10 – 17 [67, 97].

Amin bậc 2: Theo Cerrai và Testa, tác nhân di- cyclohexylamin là một amin bậc hai có khả năng chiết Zr tốt hơn các amin bậc 1. Tác nhân amberlite LA-1 cho hệ số tách Zr/Hf từ 4 - 16. Tác nhân armeen 2C, là một hỗn hợp của các amin bậc 2 với khối lượng phân tử trung bình bằng 400, cũng đã cho kết quả tách khá tốt với hệ số tách Zr/Hf từ 8 - 15 [67, 97].

Amin bậc 3: Các thí nghiệm sơ bộ của các tác giả khác nhau cho thấy tác nhân TOA, còn được gọi là alamin 336, có nhiều đặc điểm chiết rất thú vị: nó chiết rất chọn lọc, dễ hòa tan trong các chất pha loãng hữu cơ, thời gian phân pha là rất ngắn (khoảng 30 giây trong hầu hết các trường hợp). Hệ số tách Zr/Hf đạt được rất cao (>200) khi bổ sung các axit khác, chẳng hạn như HNO3 5% trong hệ chiết HCl - TOA - xyclohexan [67, 73, 97].

Các hợp chất muối halogenua của amoni bậc 3: Mặc dù có thể chiết tách tốt Zr bằng các amin bậc 3, nhưng có một nhược điểm khi sử dụng các amin bậc 3 là chi phí khá cao. Việc sử dụng aliquat 336 có lợi thế hơn so với các amin đề cập ở trên nhờ giá thành rẻ hơn và các tính năng chiết tách tốt hơn [46].

Các tác giả Deorkar N.V. và Khopkar S.M. đã tiến hành chiết tách Zr(IV) khỏi Hf(IV) và các nguyên tố khác bằng DC18C6 nồng độ 2,5M / điclometan trong HCl 8,5M. Zr(IV) đã được giải chiết bằng HCl 0,5M và xác định nó bằng phương pháp UV-Vis với thuốc thử arsenazo III. Hf(IV) không được chiết trong những điều kiện này, nhưng từ phần còn lại trong pha nước, nó được chiết bằng DC18C6 nồng

độ 7M / điclometan trong HCl 9M. Sau đó giải chiết Hf(IV) bằng dung dịch HClO4 0,1M và xác định nó bằng phương pháp UV-Vis với thuốc thử xylen da cam [43].

Các tác giả Agrawal Y.K. và Sudhakar S. [22] đã chỉ ra phương pháp rất nhạy, chọn lọc khi tách và xác định lượng nhỏ Zr(IV) (cỡ µg) bằng tác nhân DB18C6. Zr(IV) được chiết bằng DB18C6/CH2Cl2 trong dung dịch HCl 0,1M và tách khỏi Hf. Phép xác định Zr trong sự có mặt của Hf bằng ICP-AES đã cho độ nhạy tăng khoảng 30 lần.

Như vậy, qua các tài liệu tham khảo có thể nhận thấy rằng Zr(IV) được chiết với hiệu suất cao trong các môi trường khác nhau bằng nhiều loại dung môi. Các kết quả này cho thấy có thể sử dụng phương pháp chiết dung môi để tách Zr(IV) ra khỏi các nguyên tố khác với tính khả thi rất cao.

Một phần của tài liệu Nghiên cứu xác định tạp chất trong một số vật liệu zirconi sạch hạt nhân bằng phương pháp phân tích ICPMS. (Trang 30 - 32)