دانشگاه ولي عصر(عج) رفسنجان

كارشناسي ارشد

عناصر زيركونيم و هافنيم در طبيعت همواره در كنار يكديگر حضور دارند. با توجه به كاربرد‌‌هاي مختلف اين عناصر در صنايع خصوصاً در صنعت هسته‌اي جداسازي اين دو عنصر از يكديگر ضرورت دارد. اين مساله به سطح مقطع جذب نوترني بالاي هافنيم در مقايسه با زيركونيم نسبت داده مي‌شود. از آنجا كه وجود مقدار كمي ‌هافنيم مي‌تواند به افت شار نوتروني در راكتورهاي هسته‌اي منجر شود، لذا استفاده از زيركونيم با خلوص بسيار بالا مخصوصاً در صنايع هسته‌اي اجتناب ناپذير است. يكي از روشهاي رايج جداسازي اين عناصر استفاده از تكنيك تبادل يوني مي‌باشد. پديده تبادل يوني فرآيندي است كه در آن مبادله يون‌ها، بين يك محلول و يك جامد نامحلول (كه اكثراً يك رزين مي‌باشد) صورت مي‌گيرد. به طور كلي فرآيندهاي تبادل يوني در جداسازي تركيبات با خواص مشابه و نزديك به هم، در مقايسه با روش هاي همچون استخراج حلالي و ته نشيني ترجيح داده مي‌شود. بدين منظور در تحقيق حاضر، آزمايش‌ها ناپيوسته به منظور تعيين نوع مبدل يوني، مقدار مناسب رزين، شرايط بهينه غلظت محلول كلريدريك اسيد به عنوان محلول حاوي يون‌هاي فلزي مورد نظر و تعيين سينتيك جذب انجام شدند. اين آزمايش‌ها مجموعاً در 4 مرحله و با هدف دستيابي به اطلاعات فوق الذكر طراحي شدند. نتايج آزمايش‌ها نشان داد كه حداكثر فاكتور جداسازي فلزهاي مورد نظر در حضور رزينAmberlit CG- 400 در غلظت 5/9 مولار اسيد كلريدريك برابر با10/29 تامين مي‌باشد. مقدار بهينه رزينAmberlit CG- 400، جهت دستيابي به استخراج حداكثري 2 گرم تشخيص داده شد. همچنين نتايج نشان داد كه مدل ايزوترم جذبي لانگموير با ثابت‌هاي qm و KL به ترتيب برابر با-1941/42 و 01015/0 براي زيركونيم و 3407/0 و 15215/0 براي هافنيم با داده¬هاي تجربي مطابقت دارد (9688/=0 R2 يراي زيركونيم و 993/0= R2 براي هافنيم). در نهايت جداسازي كاتيون‌هاي مذكور از يكديگر در دماي محيط و به كمك رزين Amberlit CG- 400 درون ستون و به صورت پيوسته مورد بررسي واقع شد. نتايج نشان داد كه ضمن عمليات پيوسته تحت شرايط بهينه حاصل از آزمايش‌ها ناپيوسته و در حضور 2 گرم Amberlit CG- 400 امكان دستيابي به فاكتور جدايش 08/4 و با قابليت استخراج 8/53 درصد زيركونيم و 22/22 درصد هافنيم وجود دارد.

57998

دانشگاه وليعصر رفسنجان

هادي شهرياري

مهندسي معدن

سعيد زندوكيلي