Asidik LİÇ çözeltilerinden destekli sıvı membran posesiyle galyumun ekstraksiyonu

Abstract

ÖZET: Galyumun ekstraksiyonu; destekli sıvı membran; trioktil fosfin oksit (TOPO); Amberlite LA-2; tribütil fosfat (TBP); asidik çözeltiler Galyum, silisyum yerine çok daha hızlı bilgisayar yongası olan galyum arsenürün potansiyel kullanım alanından dolayı büyük bir ticari önem kazanmıştır. Galyumun elektronik endüstrisinde büyük miktarda kullanımından ötürü, son zamanlarda ikincil kaynaklardan galyumun geri kazanımı ile ilgili prosesler geliştirilmiştir. Galyumun geriye kazanılması esas itibariyle solvent ekstraksiyonu ile yapılmıştır. Son zamanlarda ise destekli sıvı membranlarla ayırma, solvent ekstraksiyonu ve iyon değiştirme prosesine alternatif bir proses olarak artan bir öneme sahip olmaktadır. Mevcut çalışma klorürlü ortamlardan galyumun düz levha destekli sıvı membran taşınımı ile ilgilenilmekte ve ekstraktant olarak trioktil fosfin oksit (TOPO), (n-lorl- trialkilmetil amin) Amberlite LA-2 ve tribütil fosfat (TBP) kullanılmaktadır. Polimer destek olarak, Poreflon FP 010-60, Celgard 2500 veya Celgard 2730 organik bir çözücü (n-heptan, diklormetan, toluen, Escaid 100, Escaid 200, ksilen, kerosen ve kloroform), ekstraktant ve bir modifiyerden (izodekanol) ibaret bir membran karışımına daldırılmıştır. Membran karışımım absorblamış olan polimer destek, flanşlar vasıtasıyla bir test hücresinin iki bölmesi arasına yerleştirilmiştir. Ekstrakte edilecek asidik besleme çözeltisi besleme bölmesine yerleştirilir. Sıyırma çözeltisi olarak hidroklorik asit çözeltisi kullanılmıştır. Galyumun transferi çeşitli deneysel şartlar altında incelenmiştir. Besleme ve sıyırma çözeltilerinin karıştırma hızlan, başlangıç galyum konsantrasyonu, ekstraktant tipi ve konsantrasyonu, organik çözücü tipi, besleme ve sıyırma çözeltilerindeki HC1 konsantrasyonu ve destek karakteristikleri, Ga, Zn, Cu ve Al gibi çeşitli iyonlar içeren asidik çözeltilerden galyumun selektif olarak ayrılması optimum şartlarda yaklaşık % 97 ekstraksiyon verimiyle gerçekleştirilmiştir. Galyumun başlangıç kütle akıları ve permeasyon katsayıları tayin edilmiştir. TOPO ile galyumun, çinko, bakır ve alüminyuma göre ayırma faktörleri 3 saatte sırasıyla 24.0, 25.4, ve 28.9; Amberlite LA-2 ile ise, 45.9, 55.1 ve 103.3 olarak elde edilmiştir.

EXTRACTION OF GALLIUM FROM ACIDIC LEACH SOLUTIONS BY SUPPORTED LIQUID MEMBRANE PROCESS SUMMARY Keywords: Gallium extraction; supported liquid membrane; trioctyl phosphine oxide (TOPO); Amberlite LA-2; tributyl phosphate (TBP); acidic solutions Gallium has acquired a great commercial importance due to the potential use of much faster computer chips made of gallium arsenides in place of silicon. Because of the extensive use of gallium in the electronics industry, processes have been developed in recent years for the recovery of gallium from secondary sources. The recovery of gallium has been mainly carried out by solvent extraction. Recently separation by supported liquid membranes has received an increased attention as an alternative process to solvent extraction and ion exchange. The present study deals with the carrier-facilitated membrane transport of gallium from chloride media across a flat-sheet supported liquid membrane using trioctylphosphine oxide (TOPO), (n-lauryl-trialkylmethyl amine) Amberlite LA-2, and tributyl phosphate (TBP) as an extractant. Polymer support, Poreflon FP-010 or Celgard 2730, has been immersed in a membrane solution, consisting of an organic diluent (n-heptane, dichloromethane, toluene, Escaid 100, Escaid 200, xylene kerosene or chloroform), an extractant and a modifier (isodecanol). The soaked polymer support has been placed in between the two compartments of a test cell via flanges. The acidic feed solution to be extracted has been placed in the feed compartment. Hydrochloric acid solution has been used as a stripping reagent. The permeation of gallium has been studied under various experimental conditions: stirring speeds of the feed and stripping phases, initial gallium concentration, extractant type and concentration, organic diluent type, HC1 concentrations in the feed and stripping solutions, and support characteristics. The optimum conditions, the selective separation of gallium from the acidic solutions, containing various ions such as Ga, Zn, Cu and Al has been achieved with an extraction efficiency of abaut 97 %.The initial fluxes and permeation coefficients of gallium have been determined. The separation factors of gallium with respect to the ions of Al, Zn, and Cu using TOPO have been found to be 24.0, 25.4 and 28.9 in 3 hours, respectively. With Amberlite LA-2, selectivity of Ga with respect to Zn, Cu and Al were found to be of 45.9, 55.1,