Galyumun polimer içerikli membranları kullanarak kobalt, nikel ve çinko ionlarından ayrılması

Abstract

Galyum metali tabiatta yaklaşık % 0.0015 olup, çok az bulunan bir metaldir.Galyumun çoğu genellikle alüminyum, çinko ve germanyumla birlikte bulunur. Sonyıllarda galyum hem fotovoltaik pillerde ve hem de elektronik endüstrilerinde çokfazla kullanılmaktadır. Galyum tıp alanında da uygulama alanına sahiptir. Galyumunelektronik endüstrisinde büyük miktarda kullanımından ötürü, son zamanlarda ikincilkaynaklardan galyumun geri kazanımı ile ilgili prosesler geliştirilmiştir. Galyumungeriye kazanılması esas itibariyle solvent ekstraksiyonu ile yapılmaktadır. Büyükmiktarlardaki organik çözücü ve ekstraktantların miktarını ve ekonomik yüküazaltmak amacıyla son zamanlarda solvent ekstraksiyonuna alternatif olacak destekli veemülsiyon tipi sıvı membranlar geliştirilmiştir. Bu sıvı membran sistemlerininendüstriyel uygulama alanı bulamaması, membranın düşük maliyet ve enerji tasarrufusağlayıcı imkanlara sahip olmasına rağmen, stabilite azlığı sebebiyle gereken ilgiyigörememesinden kaynaklanmaktadır. Bu sebeple son zamanlarda, membran stabilitesinive ömrünü arttırmak amacıyla ''polimer içerikli membranlar'' (PİM'ler)geliştirilmiştir. PİM'ler bir ekstraktant, plastikleştirici ve bir de selüloz triasetat(CTA) veya polivinil klorür (PVC) gibi polimer matris içeren bir çözeltinindökülmesinden oluşturulur.Bu çalışmada 100 mg/L Ga3+, 1000 mg/L Zn2+, 600 mg/L Co2+ ve 600 mg/L Ni2+içeren bir sulu çözeltiden galyumun diğer iyonlardan TOPO ile hidroklorik asitliortamdan seçici olarak ekstraksiyonu ve ayrılması deneysel olarak incelenmiştir.Galyumun ekstraksiyon hızına ve ayrılmasına etki eden membran bileşimi,plastikleştirici konsantrasyonu, TOPO konsantrasyonu, besleme çözeltisi HClkonsantrasyonu ve sıyırma çözeltisi HCl konsantrasyonu ve membran matrisinioluşturan CTA oranı gibi parametreler 'Polimer İçerikli Membranlar' ile deneyselolarak incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Galyumun ekstraksiyonu; polimer içerikli membran; trioktilfosfin oksit (TOPO); plastikleştirici; 2-nitro fenil oktil eter (2-NPOE) ; 2-nitro fenilpentil eter (2-NPPE) ; asidik çözeltiler; baz membranlar CTA ve PVC.

Акыркы жылдарда мембрана процесстери деңиз сууларынан ичме сууну алуудангаз аралашманын ажыратылышына чейинки кеңири ишке ашырылуучу актуалдуумаселе катары эсептелинип келүүдө. Учурда газдарды ажыратуу, медицина,таштанды сууларды тазалоо, терс осмос менен таза ичимдик сууларды иштетүүж.б ыкмалар күндөн күнгө артууда. Мембрана аркылуу ажыратуу технологиясыэң маанилүүсү, бул потенциалдык энергия берүү процессине таянуу менен ишкеашат. Ажыратуу системасы акыркы жылдарда аз каржы жана көп пайдалуулукалып келиши менен бир топ утушка ээ болуп келүүдө. У.с мембраналардын эңмаанилүү касиети жогорку селектив жана өткөрүмдүүлүк болуп эсептелинет.Акыркы убактарда мембраналарга ылайык ажыратуу методдор туруктуу суюкмембраналардын иштөө стабилдүүлүгү жогору болбогондуктан полимер кармаганмембранага болгон талап күчөгөн. Анткени анын бул мембрананы даярдооыкмасы оңой жана өтө жогору механикалык өзгөчөлүктөргө ээ. Металл иондорунтандап өткөрүү боюнча илим тармагында ажыратуу жана технология жаатындабул процесс өтө зор мааниге ээ болушу менен келечекте байма-бай өнүгөөрүанык. Ал эми полимер кармаган мембрананын өзгөчөлүгү анын металлды тандапөткөрүүсү жана массалык алмашуусунун жогорулашына түрткү болгонэксракциянын колдонулушуна түз пропорциялуу. Органикалык жана органикалыкэмес заттардын активдүү өткөрүмдүүлүгүнө себеп болгон бул полимер,пластиктештирүүчү жана ташуучудан көз каранды. Мында полимер механикалыккаршылык көрсөтүүчү, ал эми пластиктештирүүчү болсо ийкемдүүлүгнө жанаташүүчү зат молекуланын дифузялануусуна суюк фазаны пайда кылуу мененишке ашат. Ташуучу заттын молекуласы тандалган заттын селективөткөрүмдүүлүгүнө ылайыкташуу ачкычы катары кабылданылган. Полимеркармаган мембраналарды даярдоодо көбүн эсе поливинил хлорид же целлюлозатриацетат (ЦТА) полимердик матрица катары кошулат. Ал эми 2-