تهیه نانوپودر زیرکنیا از محصول مرحله اسیدشویی ذوب قلیایی زیرکن: بررسی پارامترهای مرحله تهیه نانوپودر زیرکنیا به روش رسوب¬دهی

نویسندگان

1 دستیار پژوهشی، کارشناسی ارشد شیمی فیزیک، پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی، تهران، ایران

2 دانشیار، دکتری شیمی فیزیک، پژوهشکده چرخه سوخت هسته¬اي، پژوهشگاه علوم و فنون هسته¬اي، تهران، ايران.

doi
10.71753/ma.2024.1089990
چکیده

هدف این پژوهش انجام فرآیند استحصال زیرکنیم از کانی زیرکن با روش ذوب قلیایی و تعیین شرایط بهینه عملیاتی تهیه نانوپودر زیرکنیا از محلول مرحله اسیدشویی، می‌باشد. فرآیند ذوب قليايي زيرکن شامل سه مرحله ذوب زیرکن با قلیا، آب­شویی و اسیدشویی می­باشد. ترکيب نهايي به‌دست‌آمده از واکنش ذوب زيرکن با قلیا در حالت مطلوب شکل پودری داشته و شامل سدیم سيليکات و سدیم زيرکنات مي­باشد. سدیم سيليکات محلول در آب بوده و در نتيجه پس از مرحله آبشویی از پـودر حـذف می­گردد، جهت پرعيارسازي بيشتر زيرکنيم و جدايش سيليس، زیرکن واکنش نداده و همچنین سایر ناخالصی­های باقیمانده، این پودر توسط اسيد فروشویی می­گردد. پارامترهای بهینه مراحل ذوب با قلیا، آبشویی و اسید­شویی از تحقیقات گذشته به‌منظور دستیابی به بیشترین میزان بازیابی زیرکنیم و حذف بیشترین مقدار سیلیس استخراج و مورد استفاده قرار گرفت. جهت تعیین شرایط بهینه برای تولید نانوپودر زیرکنیا، تأثیر پارامترهای  نوع و نسبت جرمی ماده فعال سطحی به زیرکنیم و دمای تکلیس مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بررسی­ها نشان داد که شرایط بهینه مرحله­ی رسوب­دهی در برابر با 7، استفاده از ماده فعال سطحی پلی‌وینیل‌پیرولیدون با نسبت جرمی ماده فعال سطحی به زیرکنیم 82/0 و دمای تکلیس 300 درجه سانتی‌گراد می­باشد که تحت این شرایط ذراتی با ابعاد 1/27 نانومتر از محلول زیرکنیم ساختگی و ذراتی با ابعاد 6/26 نانومتر از محلول زیرکنیم واقعی به دست ­آمد.