بهینه‌سازی پارامترهای فرآیندی درمرحله تهی‌سازی (استخراج برگشتی) اورانیوم و توریم: مطالعه تجربی در مقیاس ناپیوسته

نویسندگان

1

2 دانشگاه آزاد اسلامی

3 دانشگاه تبریز

4 دانشگاه شهید چمران اهواز

doi
10.22103/jsse.2026.5435
چکیده

هدف: هدف این پژوهش، بررسی فرآیند استخراج برگشتی اورانیوم و توریم از فاز آلی حاوی تری‌بوتیل‌فسفات (TBP) بارگذاری‌شده و ارزیابی اثر پارامترهای فرآیندی بر افزایش درصد بازیابی و بهبود راندمان جداسازی درمقیاس آزمایشگاهی می‌باشد. مواد و روش: فرآیند تهی‌سازی به ‌صورت تجربی انجام گردید و اثر pH محلول آبی، دما، زمان تماس، شدت اختلاط و نسبت حجمی فاز آلی به آبی (O/A) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: نتایج نشان داد با کاهش غلظت یون هیدروژن، راندمان استریپ اورانیوم به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، در حالی‌که تغییر pH تأثیر محسوسی بر رفتار توریم ندارد. این تفاوت رفتاری به‌ صورت کیفی به وابستگی بیشتر تعادل استخراج و تهی‌سازی اورانیوم به شرایط فرآیندی، به‌ویژه pH و دما، نسبت داده می‌شود، در حالی‌که رفتار توریم عمدتاً تحت کنترل ماهیت شیمیایی گونه‌های نیتراتی آن بوده و حساسیت کمتری به تغییر پارامترهای فرآیندی نشان می‌دهد. ازاین‌رو، بازده توریم در محدوده‌ای نسبتاً ثابت باقی می‌ماند، در حالی‌که راندمان اورانیوم به‌طور محسوسی تحت تأثیر شرایط فرآنیدی تغییر می‌کند. افزایش دما تا 55 درجه سانتی‌گراد موجب بهبود راندمان استریپ اورانیوم گردید و در دماهای بالاتر تغییر قابل‌توجهی مشاهده نشد. بررسی اثر زمان تماس و شدت اختلاط نشان داد افزایش این پارامترها تأثیر چشمگیری بر راندمان نهایی نداشته و پس از مقدار مشخص، تغییر محسوسی در انتقال جرم مشاهده نمی‌شود. همچنین نسبت فازی 1:1 ضمن حفظ بازده مناسب، از نظر مصرف فاز آبی اقتصادی‌تر است. نتیجه‌گیری: در شرایط بهینه شامل دمای 55 درجه سانتی‌گراد، زمان تماس 30 دقیقه، سرعت اختلاط 400 دور بر دقیقه و نسبت فازی 1:1، درصد تهی‌سازی اورانیوم و توریم به‌ترتیب 89.3 و 72.4 درصد به‌دست آمد که بیانگر کارایی مناسب فرآیند تحت این شرایط است.