Khi chiết Nd,Y từ môi trường axit nitric bằng TPPO tương tự khi chiết bằng TPPO, nếu pha nước có nồng độ axit nhỏ hơn 7M cân bằng chiết xảy ra theo phương trình phản ứng:
RE3+(n) + 3NO3 -
(n) + m TPPO(hc) = RE(NO3)3.mTPPO(hc)
Và nếu pha nước có nồng độ axit lớn hơn 7M cân bằng chiết xảy ra theo phương trình phản ứng:
RE3+(n) + 3NO3-(n) + n(H+NO3-)+ m TPPO(hc) = Hn[ RE(NO3)3+n].mTPPO(hc) Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ RE(NO3)3 0,1M, nồng độ axit nitric thay đổi. Kết quả thực nghiệm ở bảng 2 ( TPPO 0.5M- Toluen) và hình 1 cho thấy khi tăng nồng độ HNO3, hệ số phân bố D của Nd, Y đạt giá trị cực đại trong khoảng nồng độ HNO3 trong pha nước từ 0,5 M đến 0,75 M . Nếu tiếp tục tăng nồng độ axit sẽ xảy ra quá trình chiết cạnh tranh của axit làm cho hệ số phân bố của Nd, Y giảm. Khi nồng độ axit đủ lớn phức anion của Nd, Y được tạo ra làm cho giá trị phân bố D của Nd, Y tăng lên.
Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ [H+] đến hệ số phân bố D của Nd, Y trong hệ RE3+
-TPPO 0.5M - Toluen- HNO3
Nồng độ axit nitric Hệ số phân bố của Nd, Y [H], mol/l DNd DY 0,1 0,047 0,013 0,25 0,078 0,086 0,50 0,097 0,085 1,0 0,071 0,083 2,0 0,058 0,076 4,0 0,053 0,065 6,0 0,046 0,078 8,0 0,055 0,087 9,0 0,061 0,109 10 0,077 0,112
Ngoài ra, bảng 2 và hình 1 có thể nhận thấy Y có hệ số phân bố cao hơn so với hệ số phân bố của Nd, hay khả năng chiết của Y với TPPO tốt hơn Nd.
Từ các kết quả trên cho thấy ở vùng nồng độ axit cân bằng trong nước thấp quá trình chiết Nd và Y xảy ra khá mạnh, điều này có lợi cho công nghệ chiết thu hồi, làm sạch Y ra khỏi hỗn hợp Nd và Y nhờ làm giảm tiêu hao hóa chất, hạn chế sự ăn mòn, phá hỏng thiết bị.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy khả năng chiết Nd và Y từ môi trường axit nitric bằng tác nhân TPPO tương tự như với tác nhân TBP, điều
này đã làm rõ thêm lý thuyết về hiệu ứng lập thể đối với khả năng NTĐH của các hợp chất cơ photpho trung tính.
3.1.3. Ảnh hƣởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số phân bố và hệ số phân chia của Nd, Ytrong hệRE3+-TPPO– Toluen-HNO3.
Các thí nghiệm được tiến hành với nồng độ RE(NO3)3 0,1M, nồng độ axit nitric 0,5M và nồng độ TPPO thay đổi từ 0,1M đến 0,5M. Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc hệ số phân bố và hệ số phân chia của Nd, Y trong hệ RE3+
- TPPO- Toluen - HNO3 được trình bày dưới bảng 3:
Bảng 3: Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết đến hệ số phân bố và hệ số phân chia của Nd, Y trong hệ RE3+
-TPPO– Toluen- HNO3.
Thứ tự 1 2 3 4
CTPPO(M) 0,1 0,25 0,4 0,5
DNd 0,0096 0,0295 0,0474 0,097 DY 0,0035 0,0056 0,0079 0,085
Y/Nd 2,74 5,27 4,86 5,23
Từ kết quả thực nghiệm cho thấy nồng độ TPPO trong pha hữu cơ càng cao thì hệ số phân bố của Nd,Y càng lớn. Điều này có thể do sự tạo thành các phức solvat bền theo phương trình phản ứng:
RE3+(n)+3NO3 -
(n)+nTPPO(hc) [RE(NO3)3.nTPPO](3-m)+(hc)
Tuy nhiên khi nồng độ TPPO lớn thì khả năng phân pha chậm hơn nên trong thực nghiệm tiếp theo chúng tôi chọn nồng độ TPPO 0.5M để nghiên cứu.
Mặt khác, ta thấy ở nồng độ RE(NO3)3 0.1M, nồng độ HNO3 0.5M, nồng độ TPPO 0.5M hệ số phân bố và hệ số phân chia Nd/Y đáp ứng các điều kiện cho phân chia, làm giàu Y từ hỗn hợp Nd, Y(hỗn hợp ĐH nhẹ, nặng).