ي تعيين و غلظت بهينهي سورفکتانت مشخص گرديد.
3-3-3-5- بررسي اثر غلظت ليگاند بر ميزان استخراج اورانيم
با هدف بررسي اثر غلظت عامل کيليت ساز بر استخراج اورانيم و تعيين مقدار بهينهي ليگاند، محلولهايي از اورانيم به غلظت1- mgL20 در لولههاي سانتريفوژ 50 ميلي ليتري وارد و پس از اضافه نمودن مقدار نظري مورد نياز از سورفکتانت با غلظت بهينهي (w/v) %25/0 و مقدار معيني از عامل کيليت ساز در گسترهي غلظتي 0 تا 50 برابر غلظت اورانيم و تنظيمpH محيط در مقداربهينه مانند قبل به تعيين راندمان استخراج نقطهي ابري اورانيم و تعيين غلظت بهينه ي ليگاند پرداخته شد.
3-3-3-6- بررسي اثر دماي تعادل بر راندمان استخراج اورانيم
دماي تعادل از جمله عواملي است که بر راندمان استخراج اورانيم تأثير ميگذارد. حالت مطلوب آن است که استخراج در دماهاي پايين کامل گردد. مناسبترين دما براي رسيدن به راندمان استخراج بالا دمايي بالاتر از دماي نقطهي ابري سورفکتانت ميباشد[117و118].
به منظور بررسي اثر اين عامل بر راندمان استخراج نقطهي ابري، ميزان استخراج اورانيم در دماهاي 30 تا 70 درجهي سانتيگراد تحت شرايط بهينهي تعيين شده در مراحل قبل اندازهگيري و مقدار بهينهي دماي تعادل تعيين گرديد. تنظيم درجه حرارت با استفاده از حمام آبي انجام پذيرفت.
3-3-3-7- بررسي اثر زمان تعادل بر راندمان استخراج اورانيم
زمان انکوباسيون عامل ديگري است که بر راندمان استخراج اورانيم تاثير ميگذارد. حالت مطلوب آن است که زمان انکوباسيون تا حد امکان کوتاهتر باشد. مطالعات انجام شده نشان ميدهد که زمان انکوباسيون از چند دقيقه تا چند روز به
آرامي راندمان استخراج را افزايش ميدهد و نسبت حجم فازها را به ميزان خيلي کمي تغيير ميدهد [118].
براي بررسي اثر زمان انکوباسـيون بر ميزان راندمان استخراج نقطهي ابري با هدف تعيين بهينه مقدار آن، ميزان استخراج
اورانيم در شرايط بهينهي مشخص شده در مراحل پيشين، براي زمانهاي مختلف از 15 تا 60 دقيقه در حمام آبي اندازهگيري شد و بهينه مقدار آن مشخص گرديد.
3-3-3-8- بررسي اثر زمان ماند در سانتريفوژ بر راندمان استخراج اورانيم
براي تسهيل در امر جداسازي فازها از سانتريفوژ استفاده شده است. زمان ماند در سانتريفوژ از جمله عواملي است که ميتواند بر استخراج اورانيم تأثير ميگذارد. مطالعات انجام شده نشان داد که زمان ماند بالا در سانتريفوژ اگرچه باعث کاهش حجم فاز غني از سورفکتانت و در نتيجه افزايش راندمان استخراج ميشود، ولي باعث افت دما و برگشت پذيري فرآيند و کاهش راندمان استخراج نيز ميشود [119].
براي بررسي اثر زمان ماند در سانتريفوژ بر راندمان استخراج اورانيم، استخراج نقطهي ابري اورانيم در شرايط بهينهي پيش از اين تعيين شده و تفکيک فازها با استفاده از سانتريفوژ در سرعت 5000 دور بر دقيقه و در گسترهي زماني 5 تا 20 دقيقه انجام شد. متعاقباً، با اندازهگيري اورانيم موجود در فاز آبي راندمان استخراج اورانيم تعيين گرديد. با استفاده از نتايج اين رشته از آزمايشها، زمان ماند بهينه در سانتريفوژ مشخص گرديد.
3-3-3-9- بررسي اثر غلظت محلول اورانيم بر ميزان استخراج اورانيم
براي انجام آزمايشهاي تعيين اثر غلظت محلول اورانيم بر ميزان استخراج آن و يافتن مقدار بهينهي آن، ابتدا محلول ذخيرهي اورانيم به غلظت 1- mgL1000 با استفاده از مقدار نظري مورد نياز نيترات اورانيل خالص تهيه و با روش رقيق سازي متوالي، از آن محلولهايي در محدودهي غلظتي 10 تا 1- mgL50 تهيه گرديد. در ادامه، براي بررسي اثر غلظت محلول اورانيم بر راندمان استخراج نقطهي ابري اورانيم، مقادير مناسبي از محلول اورانيم به غلظت مشخص، در يک لولهي سانتريفوژ 50 ميلي ليتري وارد و تحت شرايط بهينه، آزمايشهاي استخراج اورانيم بر راندمان انجام و با اندازه گيري اورانيم باقيمانده در فاز آبي ميزان استخراج اورانيم محاسبه گرديد. بر اساس نتايج به دست آمده از اين مجموعه آزمايشها مقدار بهينهي غلظت محلول اورانيم مشخص گرديد.
3-3-3-10- کارآيي تجزيهاي
3-3-3-10-1- بازيابي (درصد جداسازي)
با تعريف ضريب توزيع به صورت نسبت غلظت مادهي استخراج شونده در فاز غني از سورفکتانتCs به غلظت اين
ماده در فاز مايع Cw و با توجه به رابطه بين حجم فازها، بازيابي و يا درصد جداسازي (R) بهصورت نسبت جرم مادهي استخراج شونده در فاز غني از سورفکتانت به جرم آن در محلول اوليه که به صورت زير تعريف ميشود
D=C_s/C_w (3-1)
C_in V_in=C_s V_S+C_w V_w (3-2)
R=(C_in V_in-C_s V_S )/(C_in V_in )=(C_w V_w)/(C_in V_in )×100 (3-3)
R=100D/(D+V_w/V_S ) (3-4)
که در آن Cin غلظت مادهي استخراج شونده در محلول اوليه، در قبل از عمليات استخراج، Vin حجم محلول اوليه، Vs حجم فاز غني از سورفکتانت، و Vw حجم فاز مايع (آب) پس از جدايي فازها ميباشد.
3-3-3-10-2- ضريب تغليظ يا پيشتغليظ (EF ياPF)47
ضريب پيشتغليظ يك پارامتر مهم براي اررزيابي کارآيي استخراج نقطهي ابري است که عبارت است از نسبت غلظت آناليت در فاز غني از سورفكتانت به غلظت آناليت در محلول اوليه است. اين ضريب تابعي از نسبت فاز، ثابت توزيع آناليت بين2 فاز و غلظت سورفكتانت ميباشد. استفاده از آناليتها و سورفكتانتهاي به شدت آبگريز، باعث مطلوبتر شدن اين ضريب ميگردد. ضريب تغليظ به نسبت حجمي دو فاز بستگي داشته و ميتوان آنرا از رابطهي زير محاسبه نمود
(3-5) ×(R%)/100 EF=V_aq/V_surf
Vaq ححم فاز آبي، Vsurf حجم فاز غني از سورفکتانت و R راندمان استخراج ميباشد.
نسبت فاز عبارت است از نسبت حجم فاز آبي به حجم فاز غني از سورفكتانت و با فرض انتقال كمي آناليت به داخل ميسل اين ضريب ميتواند معياري براي ارزيابي فرآيند پيشتغليظ باشد. نسبت فاز با كاهش حجم فاز غني از سورفكتانت افزايش مييابد. حجم اين فاز تابعي از ماهيت سورفكتانت، مقدار سورفكتانت اضافه شده، دما و زمان تعادل گرمايي ميباشد. مقدار سورفكتانت را نميتوان بهطور نامتناهي كاهش داد و بايد براي تشكيل ميسل و انحلال عامل كيليت ساز و محصول واكنش کافي باشد. مشاهده شده است كه حجم فاز غني از سورفكتانت وابسته به قدرت يوني نميباشد. زمانيكه دما و زمان تعادل گرمايي افزايش مييابد حجم فاز غني از سورفكتانت كاهش مييابد. دماي تعادل به كاهش جزيي در فاز غني از سورفكتانت منجر ميشود. اين امر را ميتوان با تکيه بر اين واقعيت توجيه كرد كه زماني كه دماي تعادل افزايش مييابد پيوند هيدروژني شكسته و آبزدايي رخ ميدهد. در نتيجه، مقدار آب در فاز غني از سورفكتانت كم ميشود و از اين رو مقدار فاز كاهش مييابد. البته دما را نميتوان خيلي زياد افزايش داد و بايد به اندازهاي باشد كه منجر به تجزيهي ليگاند و كمپلكس نشود.
گزارش شده است که افزايش در زمان ماند در سانتريفوژ فقط حجم فاز غني از سورفكتانت را كاهش ميدهد. با توجه به مواردي كه ذكر شد، براي به دست آوردن ضريب پيشتغليظ مطلوب بايد از ليگاندها و سورفكتانتهاي آبگريزتر و مقادير كم سورفكتانت استفاده كرد و استخراج را در دماهاي بالاتر از دماي ابري انجام داد و محلول را براي مدت معيني در آن دما نگه داشت.
3-3-3-10-3-حد تشخيص (LOD) و نحوهي محاسبهي آن
يکي از مهمترين مزاياي روش دستگاهي امکان شناسايي و اندازهگيري مقادير بسيار جزيي آناليتهايي است که امکان اندازه گيري آنها با روشهاي متعارف نا ممکن است. حد تشخيص آناليت به عنوان غلظتي تعريف ميشود که علامت (Y) آن در دستگاه قابل تشخيص از علامت شاهد يا زمينه باشد. در عمل تعريف واحدي براي لفظ قابل تشخيص از علامت زمينه وجود ندارد ولي به صورت معمول حد تشخيص به صورت علامت شاهد، Yb، بعلاوه سه برابر انحراف معيار علامت شاهد، Sb تعريف ميشود. اخيرا محققين براي داشتن معيار واحد، در تعيين حد تشخيص از رابطه زير استفاده ميکنند:
Y-Yb=3Sb (3-6)
LOD= ( Y-Y_b)/m (3-7)
LOD=(3S_b)/m (3-8)
(3-9) ?( (???(C_i-C) ?)/(n-1))=Sb

در اين روابط، Y علامت مربوط به غلظت حد تشخيص، Sb انحراف معيار شاهد و m شيب منحني کاليبراسيون، Ciغلظت اورانيم هر نمونه، C غلظت متوسط اورانيم و n تعداد آزمايشها است.
براي تعيين حد تشخيص روش براي يونهاي اورانيل، استخراج از محلولهاي 50 ميلي ليتري حاوي شاهد در شرايط بهينه انجام پذيرفت و انحراف معيار مربوط به اندازهگيري شاهد محاسبه گرديد. پس از رسم منحني کالييراسيون و پيدا کردن شيب منحني، حد تشخيص محاسبه گرديد.

فصل 4
بحث و نتايج

4-1- کاليبراسيون سيستم تعيين غلظت نمونههاي آبي
مقدار اورانيم در فاز آبي نهايي با استفاده از پرتوزايي آن و به کمک منحني کاليبراسيون به دست آمده از رسم تغييرات پرتوزايي بر حسب غلظت تعيين گرديد. نتايج در جدول 4-1 و شکل 4-1 ارايه شده است.
جدول 4-1- پرتوزايي محلولهاي با غلظتهاي مختلف اورانيم
غلظت (ppm)
پرتوزايي(cpm)
625/0
12/1
25/1
95/1
5/2
301/3
5
496/5
10
772/10
20
22
40
5/43
80
5/82
100
5/101

شکل 4-1- منحني تغييرات پرتوزايي بر حسب غلظت.
4-2- تاثير نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج
نتايج حاصل براي راندمان استخراج نقطه ابري اورانيم براي از انواع مختلف سورفکتانتهاي مورد بررسي (تريتون 114-X، تريتون100-X، CTAB و SDS) و مخلوط آنها، در شکلهاي 4-2 و 4-3 نشان داده شده است. همانطور که مشاهده ميشود تريتون 114-X از ميان سورفکتانتهاي بررسي شده از بالاترين کارآيي براي استخراج نقطهي ابري اورانيم برخوردار است. از اينرو در ادامهي عمليات استخراج نقطهي ابري اورانيم و پيشتغليظ آن از اين سورفکتانت استفاده شده است.

شکل4-2- تاثير نوع سورفکتانت بر راندمان استخراج اورانيم؛
5=pH ، 1- mgL20 =[U] ، 20=[U]/ [PAN] [، (w/v) %5/0=]114-[X ،?C 60=Teq، min15=teq، min10=trot، rpm5000= ?

شکل4-3- اثر ترکيب سورفکتانتها بر راندمان استخراج اورانيم؛
5=pH ، 1- mgL20=[U] ، 20=[U]/ [PAN][، (w/v) %5/0=]114-[X ، ?C60=Teq، min15=teq،min 10=trot، rpm5000= ?

4-3- تاثير نوع ليگاند بر راندمان استخراج اورانيم
نتايج تغييرات راندمان استخراج نقطه ابري اورانيم به صورت تابعي از نوع ليگاند براي انواع مختلف معرفهاي کيليت ساز (ليگاند) بررسي شده ( DBM، Br-PADAP، PAN،

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید