بهینه‌سازی فرایند استخراج (معکوس) اورانیم از فاز آلی (آلامین- 336) باردار شده با محلول‌های فروشویی واقعی و ساختگی، به روش عریان‌سازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده‌ی مواد و سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران ـ ایران

چکیده

هدف این مقاله بهینه­سازی فرایند استخراج معکوس اورانیم از آلامین- 336 باردار شده با محلول فروشویی اورانیم بندرعباس و محلول ساختگی با استفاده از روش عریان­سازی است. برای انجام این مهم، دو پارامتر غلظت و نسبت فاز آلی به آبی (O:A) برای عریان­سازهای قلیایی شامل سدیم هیدروکسید و سدیم کربنات مورد بررسی قرار گرفت. برای سدیم کلرید علاوه بر این پارامتر pH نیز بررسی شد. برای بررسی این پارامترها از طرح مرکب مرکزی (CCD) در روش سطح پاسخ (RSM) استفاده شد. براساس این طراحی آزمایش، مدل درجه­ی دو برای برآورد بازده استخراج معکوس اورانیم از آلامین- 336 باردار انتخاب شد. براساس طراحی آزمایش با معیار مصرف کم­تر عریان­ساز و بازده عریان­سازی بالاتر به ترتیب، سدیم کلرید 0.6  مول بر لیتر با نسبت فاز (O:A) 1.41و pH 3.1؛ سدیم هیدروکسید 1.33  مول بر لیتر با نسبت فاز (O:A) 1.26و سدیم کربنات 0.72 مول بر لیتر با نسبت فاز (O:A) 1.16دارای اهمیت­اند. تحت این شرایط بهینه بازده عریان­سازی با سدیم کلرید %31، با سدیم هیدروکسید %45 و با سدیم کربنات %54 به­دست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of (Back) Extraction Stripping Process of Uranium from Loaded Alamine-336 by Real and Synthetic Leach Liquor, by Using Stripping Techniycal

نویسندگان [English]

  • S.L Mirmohmmadi
  • M.H Mallah
  • R Torkaman
  • S.J Safdari
چکیده [English]

The paper deals with the optimization of uranium back extraction from the Alamine-336 loaded by synthetic solution (synthetic LOS) and Bandarabbas leach liquor (real LOS) by means of stripping process method. In this regard, the impact of two essential parameters including the reagent concentration and phase ratio (O:A) for stripping of alkaline agent containing sodium hydroxide (NaOH) and sodium carbonate (Na2CO3) togather with the pH for sodium chloride (NaCl) were investigated. To study these effects, a central composite design (CCD) under the response surface methodology (RSM) was employed. Based on the design of the experiments, the second-order regression model has been constructed to evaluate the optimzation of the stripping efficiency of uranium from Alamine-336. The optimum conditions for these stripping agents have been determined as NaCl (0.6 molL-1) with the ratios of O:A (1.41) and pH (3.1) NaOH (1.33 mol  L-1) with the ratio of O:A (1.26) and Na2O3 (0.72 mol  L-1) with the ratio of O:A (1.16). Under these optimal conditions, the stripping efficiency values up to %31, %45 and %54 were obtained for NaCl, NaOH, and Na2CO3 cases, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Back Extraction of Uranium
  • Loaded Alamine-336
  • Stripping
  • Response surface methodology (RSM)

[1] D. Connelly, Uranium Processing, International mining, (2008) 58-61.

 

[2] V. Opratko, S. Lynn, Purification of Yellow Cake, U.S. Patent No 3, 174 (1965) 821.

 

[3]

 

[4] D.J. Crouse, Amine Extraction Processes for Uranium Recovery from Sulfate Liquors, ORNL-1959 (1955) 1-78.

 

[5] J. Rydberg, Solvent Extraction Principles and Practice, Revised and Expanded, CRC Press, (2004).

 

[6] C.J. Kim, J.R. Kumar, J.S. Kim, J.Y. Lee, H.S. Yoon, Solvent extraction studies on uranium using amine based extractants and recovery from low grade ore leach liquors. J. Brazilian Chem. Soc., 23, 7 (2012) 1254-1264.

 

[7] C. Morais, L. Gomiero, W. Scassiotti Filho, H. Rangel, Uranium Stripping from Tertiary Amine by Sulfuric Acid Solution and Its Precipitation as Uranium Peroxide, Miner. Eng, 18 (2005) 1331-33.

 

[8] F.J. Hurst, D.J. Crouse, Recovery of Uranium from Amine Extractants with Ammonium Carbonate, No. ORNL-3064). Oak Ridge National Lab, Tenn (1961).

 

[9] M. Ahmadi, F. Vahabzadeh, B. Bonakdarpour, E. Mofarrah, M. Mehranian, Application of the Central Composite Design and Response Surface Methodology to the Advanced Treatment of Olive Oil Processing Wastewater Using Fenton's Peroxidation, J. Hazard. Mater., 123, 1 (2005) 187-95.

 

 

[10] A. Sharma, V. Tyagi, C. Chen, D. Buddhi, Review on Thermal Energy Storage with Phase Change Materials and Applications, Renewable and Sustainable energy reviews, 13 (2009) 318-45.

 

[11] M. Purcell, N.R. Wray, J.L. Stone, P.M. Visscher, M.C. O'Donovan, P.F. Sullivan, P. Sklar, D.M. Ruderfer, A. McQuillin, D.W. Morris, Common Polygenic Variation Contributes to Risk of Schizophrenia and Bipolar Disorder, Nature, 460 (2009) 748-52. 

 

[12] A. Dean, D. Voss, Response Surface Methodology, Design and analysis of experiments, (1999) 483-529.  

 

[13] A. Sharma, D. Bardhan, R. Patel, Optimization of Physical Parameters for Lipase Production from Arthrobacter Sp. BGCC 490 (2009).   

 

[14] M. Hadavifar, A.A. Zinatizadeh, H. Younesi, M. Galehdar, Fenton and PhotoFenton Treatment of Distillery Effluent and Optimization of Treatment Conditions with Response Surface Methodology, AsiaPacific. J. Chem. Eng., 5 (2010) 454-64.   

 

[15] S. Endo, A. Pfennigsdorff, K.U. Goss, Salting out effect in aqueous NaCl solutions: trends with size and polarity of solute molecules. Environ. Sci. Tec., 46, 3 (2012) 1496-1503.  

 

[16] S. Demim, N. Drouiche, A. Aouabed, T. Benayad, O.D. Badache, S. Semsari, Cadmium and Nickel: Assessment of the physiological effects and heavy metal removal using a response surface approach by L. Gibba, Ecology. Eng., 61 (2013) 426-35.  

 

[17] D.M. Hausen, Characterizing and Classifying Uranium Yellow Cakes: A Background JOM, 50, 12 (1998) 426-435.

 

[18] A.D. Meredith, T.W. Knight, R. Noe, Modified sodium diuranate process for the recovery of uranium from uranium hexafluoride transport cylinder wash solution, Sep. Sci. Tech, 50, 6 (2015) 920-925.

 

[19] E. Sialino, C. Mignot, P. Michael, J. Vial, Extraction and selective stripping of uranium and molybdenum in sulfate solution using amine, Compagine Generale Des Matieres Nucleaires (1977). 

 

[20] D.J. Crouse, K.B. Brown, Amine Extract Processes for Uranium Recovery from Sulfate Liquors, Oak Ridge National Lab, Vol. I (1955).

 

[21] V.M. Pandey, A.B. Chakraborty, N. Maity, Preparation of nuclear grade uranium oxide from Jaduguda leach liquor, (1991).  

 

[22] Zh. Zhu, Ch.Y. Cheng, A review of uranium solvent extraction: its present status and future trends, ALTA 2011 Uranium Conference, (2011) 26-27.

 

[23] G. Ramadevi, T. Sreenivas, A.S. Navale, N. Padmanabhan, Solvent extraction of uranium from lean grade acidic sulfate leach liquor with alamine 336 reagent, J. Radioanal. Nuc. Chem., 294 (2012) 13-18.  

 

[24] D.J. Crouse, Controlled pH stripping of uranium from amines, Oak Ridge National Lab., (1960).