Title	การแยกไอออนผสมของแทนทาลัมและไนโอเบียมด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง / เดือนเพ็ญ บัวช่วง = Separation of mixture between tantalum and niobium ions via hollow fiber supported liquid membrane
Author	Duenphen Buachuang
Imprint	2554
Connect to	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/29604
Descript	ก-ต, 100 แผ่น : ภาพประกอบ, แผนภูมิ

งานวิจัยนี้ศึกษาการแยกไอออนแทนทาลัมและไนโอเบียมจากสารละลายป้อนสังเคราะห์ด้วยเยื่อแผ่นเหลวที่พยุงด้วยเส้นใยกลวง ลักษณะการไหลของสารละลายป้อนและสารละลายนำกลับเป็นแบบไหลสวนทางกันและมีอัตราการไหลเท่ากัน คือ 100 มิลลิลิตรต่อนาที ชนิดของสารสกัดที่ศึกษา คือ TBP และ Aliquat 336 ปัจจัยอื่นๆ ได้แก่ ความเข้มข้นของกรดไฮโดรฟลูออริกในสารละลายป้อน ความเข้มข้นของสารสกัด ชนิดและความเข้มข้นของสารละลายนำกลับ และความเข้มข้นเริ่มต้นของไอออนแทนทาลัมและไนโอเบียมในสารละลายป้อน จากผลการทดลองพบว่าสามารถเลือกสกัดไอออนแทนทาลัมจากไอออนไนโอเบียมได้ โดยใช้ Aliquat 336 ความเข้มข้น 3% โดยปริมาตร และความเข้มข้นของกรดไฮโดรฟลูออริกในสารละลายป้อนเท่ากับ 0.3 โมลต่อลิตร ร้อยละการสกัดไอออนแทนทาลัมสูงสุด คือ 78 สำหรับการนำกลับไอออนแทนทาลัมใช้สารละลายโซเดียมเปอร์คลอเรต ความเข้มข้น 0.2 โมลต่อลิตร ร้อยละการนำกลับไอออนแทนทาลัมเท่ากับ 67 การเพิ่มความเข้มข้นเริ่มต้นของไอออนแทนทาลัมและไนโอเบียมในสารละลายป้อนในช่วง 10-90 มิลลิกรัมต่อลิตร ไม่มีผลต่อร้อยละการสกัดและการนำกลับ ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลของไอออนแทนทาลัมในสารละลายป้อน (k [subscript i]) และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลของไอออนเชิงซ้อนของแทนทาลัมในเยื่อแผ่นเหลว (k [subscript m]) เท่ากับ 1.19 × 10⁻⁵ และ 1.44 × 10⁻⁷ เซนติเมตรต่อวินาที ตามลำดับ ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าขั้นตอนควบคุมอัตราการถ่ายเทมวล คือ การแพร่ซึมของไอออนสารประกอบเชิงซ้อนของแทนทาลัมและ Aliquat 336 ผ่านชั้นของสารละลายเยื่อแผ่นเหลว นอกจากนี้สามารถใช้แบบจำลองการถ่ายเทมวลคำนวณความเข้มข้นของไอออนแทนทาลัมในสารละลายป้อนที่เวลาต่างๆ เพื่อหาเวลาในการสกัดไอออนแทนทาลัมได้ พบว่าค่าที่คำนวณได้จากแบบจำลองสอดคล้องกับผลการทดลองเมื่อความเข้มข้นของสารสกัด Aliquat 336 ต่ำกว่า 4% โดยปริมาตร
This research studied the separation of mixture of tantalum and niobium ions from synthetic feed via hollow fiber supported liquid membrane. The feed and stripping solutions were fed counter-currently at equal flow rate of 100 ml/min. The extractants or carrier were TBP and Aliquat 336. Other parameters were studied: concentration of hydrofluoric in feed solution, concentration of the carrier in the membrane phase, types of stripping solutions and their concentration, and initial concentration of tantalum and niobium ions in feed solution. From the experimental results, tantalum ions of about 78% could be selectively extracted by 3% (v/v) Aliquat 336 with 0.3 M hydrofluoric in feed solution. The highest percentage of stripping of tantalum ions about 67% could be retrieved by 0.2 M NaClO₄. The increasing of tantalum and niobium ions concentration in the feed solution in the range of 10-90 ppm showed no effect on the percentages of extraction and stripping. The mass transfer coefficient of tantalum ions in the aqueous feed (k [subscript i]) and that of complex ions in the organic membrane phase (k [subscript m]) were estimated as 1.19 × 10⁻⁵ and 1.44 × 10⁻⁷ cm/s, respectively. It is indicated that the mass transfer controlling step is the diffusion of the complex ions of tantalum and Aliquat 336 across the liquid membrane. Furthermore, in this paper a mass-transfer modeling was used to calculate the concentration of tantalum ions with time to estimate the separation time. The model was validated as the theoretical values from the model were found to be in good agreement with the experimental data, particularly at the concentration of Aliquat 336 in the membrane phase less than 4% (v/v).