Sulu çözeltilerden destekli sıvı membranlarla kobalt ve nikelin ayrılması

Abstract

Kobalt, bileşikleri ve alaşımları endüstriyel ve teknolojik açıdan oldukça önemlidir. Bunlar çelik, kesici alet ve mıknatısların imalatında, jet motorları ve ordonat ürünlerde ve hidrokarbon saflaştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kobalt ve nikeli kimyasal çöktürme ve yükseltgeme gibi klasik kimyasal metotlarla ayırmak benzer fizikokimyasal özelliklerinden dolayı ekonomik açıdan oldukça zordur. Bu nedenle bu türden ayırma işlemlerinin çoğu solvent ekstarksiyon prosesi ile organofosforlu ve amin türevli asidik ekstraktantlar kullanılarak gerçekleştirilir. Sıvı membran prosesleri, membran içerisinde, çözünen taşınımındaki sıyırma ve ekstraksiyon basamaklarını tek basamaklı bir proseste birleştirir. Bu proses çözünen ekstraksiyonunda çok az kimyasal ve güç tüketimi ile birlikte yüksek verim elde edilmesini sağlar.Bu çalışmada; asidik çözeltilerden kobaltın seçici olarak ayrılması, destekli sıvı membran prosesi ile eşit molar ve eşit molar olmayan Co/Ni içeren karışımlarda Alamine 336 ve Alamine 300 ekstraktantları kullanılarak incelendi. Sıvı membran; ekstraktant, modifiyer ve çözücü'nün belirli konsantrasyonda karıştırılması ile hazırlandı. Membran desteği olarak hidrofobik polipropilen membran Celgard 2500 kullanıldı. Besleme çözeltisi eşit ve eşit olmayan Co2+ ve Ni2+ konsantrasyonlarda hazırlandı. Besleme ve sıyırma çözeltileri karıştırma hızları, kompleksleştirici NH4SCN konsantrasyonu , besleme çözeltisi pH'ı, çözücü tipi, ekstraktant konsantrasyonu, sıyırma fazı konsatrasyonu ve modifiyer konsantrasyonu gibi parametrelerin ekstraksiyon ve ayırma üzerine etkileri deneysel olarak incelendi ve optimum şartlar belirlendi. Kobaltın permeasyon katsayısı (P) ve başlangıç kütle akısı (Jo) hesaplandı.

Cobalt, its compounds, alloys are important from industrial and technological points of view. They are widely used in steel industries, making cutting tools and magnets, jet engines and ordnance products, and as a catalyst for hydrocarbon refining. It is difficult to separate Co and Ni using classical methods such as chemical precipitation and oxidation in a simple and economic way due to their similar physicochemical properties. Because most of these studies concerned solvent extraction processes using organophosphorus and amine derivative acidic extractants. Solute transport across a liquid membrane is a combination of extraction and stripping in a single stage unit operation process. This process provides maximum yield of the extracted solute with minimum chemical and power consumption.In this work, the selective separation of cobalt from acidic media, containing both equimolar and nonequimolar mixtures of cobalt and nickel by supported liquid membranes (SLMs) was investigated using Alamine 336 and Alamine 300 as carrier. The liquid membrane was prepared from the desired concentration of an extractant, a modifier, and a diluent. As a membrane support was used microporous hydrophobic polypropylene Celgard 2500. The feed phase was composed of either equimolar or nonequimolar mixtures of Co2+ and Ni2+ ions. The effects of various parameters on cobalt extraction and separation such as stirring speeds of feed and strip solutions, the complexing reagent NH4SCN concentration, feed solution pH, diluent type, extractant concentration, strip phase concentration, and modifier concentration were experimentally studied and the optimum conditions were determined. The permeation coefficients (P) and initial fluxes (Jo) of cobalt were computed.