Kobalt ve demir'in sülfatlı çözeltilerden solvent ekstraksiyonu yöntemi kullanılarak ayrılması

Abstract

Tez çalışmasında sülfatlı çözeltilerden kabalt ve de mirin solvent ekstraksiyon yöntemi ile selektif alarak ay- rılması incelenmiştir. Ekstraktant olarak D2EHPA ve Kelex 1DG, çözücü alarak ise Shell Get-A-I kullanılmıştır. De neysel çalışmalarda, besleme çözeltisindeki metal konsant rasyonunun, çözelti pH'sının A/o(A:sulu faz, Ojorganik faz) oranının, Co ve Fe ekstraksiyon verimi üzerindeki etkileri etüd edilmiştir» organiğe yüklenen kobalt ve demirin, HpSO, ve HC1 ile sıyırma şartları incelenmiştir. Kobalt vce demirin selektif ayrımı etüd edilmiştir. Elde edilen bazı önemli sonuçlar aşağıda verilmiştir. kQ g.NH^OH/L ile dengelenen % 20 D2EHPA-shell Oet-A-1 solventi verimi (n) % 99.7,1.97 g Fs/1 için denge pH'sı 4.85, n ise % 98.5 alarak bulunmuştur. A/a oranı, besle me çözeltisindeki metal konsantrasyonu arttıkça D ve n düşmektedir. Co için 1.50 g H-SO./l de % 99.9 Fe için ise 300 g HCl/l'de % 62'lik sıyırma verimi elde edilmiştir. Sülfatlı çözeltilerden kabalt ve demirin ayrılması işle minde, 2.87 g Ca/1, 0.52 g Fa/l denge pH'sının 5.15 oldu ğu durumda, Co ve Fe organiğe % 99 oranında yüklenmiş tir. Kobalt, organikten % 96 oranında, demir ise % 1 ora nında sıyrılmıştır. D2EHPA ile kabalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden % 96 oranında ayrılmıştır. Kelex 100 ile birlikte aratransfer ajan olarak Nonyl- phenal kullanılmıştır. % 20 Kelex 100 + % 1G Nanylphenol Shell jet A-1 solventi deneylerinde, 1.98 g Ca/1 için den ge pH'sı 8.83 n % 99.5, 1.97 g Fe/1 için denge pH'sı 3.70 n ise % 60.5 alarak bulunmuştur. Besleme çözeltisindeki Ca konsantrasyonu 13 g Ca/1 kadar D ve n'nün değişmediği Fe konsantrasyonu arttıkça D ve n'nün düştüğü görülmüştür. Elde edilen ekstraksiyon izotermlerinde, kobaltın az ka demeli demirin ise çok kademeli ekstraksiyon adımına sa hip olduğu bulunmuştur. Kobalt, 250 g H-SG./l ile %97.76, Demir 300 g HC1/1 ile % 86.27 sıyrılmıştır. Sülfatlı çözeltilerden kobalt ve demirin ayrılması işleminde, 2.89 g Ca/1, 2.93 g Fe/1, denge pH'sı 9.20 olduğu durumda ko balt ve demirin her ikiside organiğe yüklenmiştir. I-LS0, ' le yapılan sıyırma deneyinde kabalt, demirden selektir olarak sıyrılamamıştır. Böylece kobalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden ayrılamamıştır.

The percentage of the extracted metal (n) can be calculated by this equation which is given below, 100. D n = D+ -A- 0 A and 0 are the volumes of the aqueous and organic phases respectively. n can be changed with variation in the A/a ratio. All extractants in solvent extraction processes. Liberate hydrogen ion on the extraction of a metal. The greater the amount of metal extracted the more hydrogen ion is produced. So metal extraction is heavily dependent on pH, and adjustment of the aqueous phase pH can be used as a means of increasing or decreasing extraction, separating metals. Graphical presentations of the variation of metal concentration in the organic phase with metal concentra tion in the aqueous. Phase are generally referred to as extraction isotherms. Predicting the number of counter current stage required for a metal extraction system can be accomplished by the use of the Mccabe-Thiele diagram. The D2EHPA and Kelex 100 which have a high affinity value to cobalt and iron ware used as an extractant in the investigation. Sheel jet A-1 was used as an diluent in the experiments. Also the experiments were carried out at room temperature. The other parameters affected extraction of the cobalt and iron from feed solutions to D2EHPA and Kelex 100-shell Jet A-1 solvent have been studied. These parameters are; - Concentration of the feed solutions. - pH - Aqueous phase/Organic phase (A/o) ratio(value) - Stripping conditions. xnx ÖZET Tez çalışmasında sülfatlı çözeltilerden kabalt ve de mirin solvent ekstraksiyon yöntemi ile selektif alarak ay- rılması incelenmiştir. Ekstraktant olarak D2EHPA ve Kelex 1DG, çözücü alarak ise Shell Get-A-I kullanılmıştır. De neysel çalışmalarda, besleme çözeltisindeki metal konsant rasyonunun, çözelti pH'sının A/o(A:sulu faz, Ojorganik faz) oranının, Co ve Fe ekstraksiyon verimi üzerindeki etkileri etüd edilmiştir» organiğe yüklenen kobalt ve demirin, HpSO, ve HC1 ile sıyırma şartları incelenmiştir. Kobalt vce demirin selektif ayrımı etüd edilmiştir. Elde edilen bazı önemli sonuçlar aşağıda verilmiştir. kQ g.NH^OH/L ile dengelenen % 20 D2EHPA-shell Oet-A-1 solventi verimi (n) % 99.7,1.97 g Fs/1 için denge pH'sı 4.85, n ise % 98.5 alarak bulunmuştur. A/a oranı, besle me çözeltisindeki metal konsantrasyonu arttıkça D ve n düşmektedir. Co için 1.50 g H-SO./l de % 99.9 Fe için ise 300 g HCl/l'de % 62'lik sıyırma verimi elde edilmiştir. Sülfatlı çözeltilerden kabalt ve demirin ayrılması işle minde, 2.87 g Ca/1, 0.52 g Fa/l denge pH'sının 5.15 oldu ğu durumda, Co ve Fe organiğe % 99 oranında yüklenmiş tir. Kobalt, organikten % 96 oranında, demir ise % 1 ora nında sıyrılmıştır. D2EHPA ile kabalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden % 96 oranında ayrılmıştır. Kelex 100 ile birlikte aratransfer ajan olarak Nonyl- phenal kullanılmıştır. % 20 Kelex 100 + % 1G Nanylphenol Shell jet A-1 solventi deneylerinde, 1.98 g Ca/1 için den ge pH'sı 8.83 n % 99.5, 1.97 g Fe/1 için denge pH'sı 3.70 n ise % 60.5 alarak bulunmuştur. Besleme çözeltisindeki Ca konsantrasyonu 13 g Ca/1 kadar D ve n'nün değişmediği Fe konsantrasyonu arttıkça D ve n'nün düştüğü görülmüştür. Elde edilen ekstraksiyon izotermlerinde, kobaltın az ka demeli demirin ise çok kademeli ekstraksiyon adımına sa hip olduğu bulunmuştur. Kobalt, 250 g H-SG./l ile %97.76, Demir 300 g HC1/1 ile % 86.27 sıyrılmıştır. Sülfatlı çözeltilerden kobalt ve demirin ayrılması işleminde, 2.89 g Ca/1, 2.93 g Fe/1, denge pH'sı 9.20 olduğu durumda ko balt ve demirin her ikiside organiğe yüklenmiştir. I-LS0, ' le yapılan sıyırma deneyinde kabalt, demirden selektir olarak sıyrılamamıştır. Böylece kobalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden ayrılamamıştır. ÖZET Tez çalışmasında sülfatlı çözeltilerden kabalt ve de mirin solvent ekstraksiyon yöntemi ile selektif alarak ay- rılması incelenmiştir. Ekstraktant olarak D2EHPA ve Kelex 1DG, çözücü alarak ise Shell Get-A-I kullanılmıştır. De neysel çalışmalarda, besleme çözeltisindeki metal konsant rasyonunun, çözelti pH'sının A/o(A:sulu faz, Ojorganik faz) oranının, Co ve Fe ekstraksiyon verimi üzerindeki etkileri etüd edilmiştir» organiğe yüklenen kobalt ve demirin, HpSO, ve HC1 ile sıyırma şartları incelenmiştir. Kobalt vce demirin selektif ayrımı etüd edilmiştir. Elde edilen bazı önemli sonuçlar aşağıda verilmiştir. kQ g.NH^OH/L ile dengelenen % 20 D2EHPA-shell Oet-A-1 solventi verimi (n) % 99.7,1.97 g Fs/1 için denge pH'sı 4.85, n ise % 98.5 alarak bulunmuştur. A/a oranı, besle me çözeltisindeki metal konsantrasyonu arttıkça D ve n düşmektedir. Co için 1.50 g H-SO./l de % 99.9 Fe için ise 300 g HCl/l'de % 62'lik sıyırma verimi elde edilmiştir. Sülfatlı çözeltilerden kabalt ve demirin ayrılması işle minde, 2.87 g Ca/1, 0.52 g Fa/l denge pH'sının 5.15 oldu ğu durumda, Co ve Fe organiğe % 99 oranında yüklenmiş tir. Kobalt, organikten % 96 oranında, demir ise % 1 ora nında sıyrılmıştır. D2EHPA ile kabalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden % 96 oranında ayrılmıştır. Kelex 100 ile birlikte aratransfer ajan olarak Nonyl- phenal kullanılmıştır. % 20 Kelex 100 + % 1G Nanylphenol Shell jet A-1 solventi deneylerinde, 1.98 g Ca/1 için den ge pH'sı 8.83 n % 99.5, 1.97 g Fe/1 için denge pH'sı 3.70 n ise % 60.5 alarak bulunmuştur. Besleme çözeltisindeki Ca konsantrasyonu 13 g Ca/1 kadar D ve n'nün değişmediği Fe konsantrasyonu arttıkça D ve n'nün düştüğü görülmüştür. Elde edilen ekstraksiyon izotermlerinde, kobaltın az ka demeli demirin ise çok kademeli ekstraksiyon adımına sa hip olduğu bulunmuştur. Kobalt, 250 g H-SG./l ile %97.76, Demir 300 g HC1/1 ile % 86.27 sıyrılmıştır. Sülfatlı çözeltilerden kobalt ve demirin ayrılması işleminde, 2.89 g Ca/1, 2.93 g Fe/1, denge pH'sı 9.20 olduğu durumda ko balt ve demirin her ikiside organiğe yüklenmiştir. I-LS0, ' le yapılan sıyırma deneyinde kabalt, demirden selektir olarak sıyrılamamıştır. Böylece kobalt, sülfatlı kobalt- demir çözeltisinden ayrılamamıştır. Stripping Conditions of Cobalt and Iron which have loaded, were investigated using HUSO, and HC1. The separation of Cobalt and Iron were investigated at the end of experimental studies. The important results obtained from the experiments are as fallows. The importance effectiveness of the equilibrium pH on the extraction Coefficient is greater during extraction of cobalt and iron from aqueous phase to organic phase. Solvent reaches its equilibrium by adding kQ g NHr DH/1 in order to obtain maximum load efficiency and suitable pH value. When the experiment was carried out by using 20 % D2EHPA-Shell Jet A-1 solvent, optimum equilibrium pH's are 5.95 and 4.35 loading efficiencies are 99.7 % and 98.6 % for 1.9B Ca/1 and 1.97 g Fe/1 respectively. D and n decrease, when the concentration of Co and Fe in feed solutions and A/o ratio increase. Cobalt was stripped with 99.9 % efficiency using 1 5D g H2S0^/1 solution and iron is stripped with 62 % efficiency using 300 gHCl/1 solution. For different concentration of Co and Fe in sulphate solution, Co and Fe was extracted from aqueous phase to organic phase under the condition which equilibrium pH is 5.15 and the feed solution contains 2.87 gr Co/1 and 0.52 g Fe/1 or for same solution the Co/Fe ratio is 5.52. The cobalt that is loaded to the organic was stripped with 96 % efficiency. It was found that when HpSO, was used for stripping, iron was transfered from organic phase to aqueouse solution with 1 % efficiency. Thus cobalt was separated from the Cobalt-Iron solution with 96 % efficiency. When the Iron concentration increases in the solution, Cobalt's extraction efficiency decreases, Nonylphenol was used as transferer with together Kelex 100, in order to obtain maximum extraction- stripping effiency and suitable pH value. When the experiments were carried out by using 20 % Kelex 100 + 1 0% Nonlyphenol, optimum equilbirium pH's are 8.83, and 3.70, extraction efficiencies are 99.5 % and 60.5 % for 1.98 g Co/1 and 1.97 g Fe/1 respectively. Until the concentration of cobalt has 13 g/1 in the feed solutions, D and n were constant. It was found that D and n were decreasing, when the concentration increase. xiv Different types af extraction isotherms were drawn, for different concentration of metal in the feed solutions. When the concentration of metal in the feed solution is increased, Curve of isotherm increases. The cobalt that is loaded to the organic was stripped using Z50 g H250, /l solution and iron was stripped using 300 g HC1/I solution. For different concentration of cobalt and iron in sulphate solution, cobalt and iron was extracted from aquiouse phase to organic phase under the condition which equilibrium pH is 59.20 and the feed solution contains 2.89 g Co/1 and 2.93 g Fe/1 or for same solution the Co/Fe ratio is 0.98. The Cobalt and Iron that were loaded to the organic were stripped with 41.62 % effiency for Cobalt and 69.9 % efficiency for Iran. The separation of cobalt and iron that were carried out using Kelex 1 00, Cobalt Couldn't be separeted from the Cobalt-Iron solutions.