การสกัดธาตุแรเอิร์ทโดยวิธีการสกัดแบบซินเนอร์จิสติกด้วยทีโนอีลไตรฟลูออโรอะซีโตนและไตรบิวทิลฟอสเฟต

Abstract

บทคัดย่อ

การทดลองนี้ได้ทำการศึกษาเพื่อหาเงื่อนไขที่เหมาะสมในการสกัดธาตุแรเอิร์ทให้ได้ผลผลิตสูง การสกัดธาตุแรเอิร์ท (La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Er และ Y) ด้วยวิธีตัวทำละลายแบบซินเนอร์จิสติกนี้ ได้ทำการสกัดจากสารละลายกรดไนตริกเข้าไปในสารละลายผสม thenoyltrifluoroacetone (HTTA) กับ tri-n-butylphosphate (TBP) ในน้ำมันก๊าด  และผลการสกัดแบบซินเนอร์จิสติกได้เปรียบเทียบกับผลการสกัดแบบไม่ใช้ซินเนอร์จิสติก ข้อมูลที่ได้จากผลของความเข้มข้นของ กรดไนตริกในสารละลายเริ่มต้นระหว่าง 0.1 ถึง 10 โมลาร์,  HTTA  0.05 ถึง 0.5 โมลาร์และ 10-80 % TBP ที่มีต่อการสกัด พบว่าธาตุแรเอิร์ทชนิดเบา (La, Pr, Nd, Sm, Gd) ถูกสกัดได้ดีในกรดไนตริกเข้มข้นต่ำ  และธาตุแรเอิร์ทชนิดหนัก (Tb, Dy, Er, Y) ถูกสกัดได้ดีในกรดไนตริกเข้มข้นสูง  เมื่อสารละลายอินทรีย์มีปริมาณ TBP คงที่ ค่าสัมประสิทธิ์การกระจาย (K_d) ของธาตุแรเอิร์ทจะมีค่าสูงขึ้นเมื่อมีปริมาณ  HTTA  เพิ่มขึ้น  แต่ผลการแยกธาตุแรเอิร์ทยังไม่เห็นความแตกต่างอย่างเด่นชัด แนวโน้มของความสามารถในการสกัดธาตุแรเอิร์ทจะสูงขึ้นเมื่ออยู่ในเงื่อนไขที่มี %TBP ต่ำ และมี HTTA เข้มข้นสูง  นอกจากนี้เมื่อธาตุแรเอิร์ทผสมที่มีสัดส่วนปริมาณของธาตุแรเอิร์ทที่ใกล้เคียงกับแร่โมนาไซต์ (IGS 36)  ถูกสกัดกับสารละลายอินทรีย์  10 % TBP/Kerosene/ 1 M HTTA แล้ว พบว่าสามารถสกัดธาตุ La, Pr, Nd, Sm, Gd และ  Y ได้ประมาณ 25, 47, 63, 79, 71 และ 81 % ตามลำดับ

คำสำคัญ : แรเอิร์ท; การสกัดแบบซินเนอร์จิสติก; tri-n-butylphosphate; thenoyltrifluoroacetone

Abstract

To enhance yield products of the extraction of rare earths, the synergistic extraction of  rare earths (La, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Er and Y) from nitric acid solutions with a mixture of thenoyltrifluoroacetone (HTTA) and tri-n-butylphosphate (TBP) in kerosene was investigated  and the obtained results were compared with results of rare earths extraction without synergistic chemicals. The effect s of initial  nitric acid, HTTA and TBP concentrations on rare earths extraction  in the range of  0.1-10 M, 0.05-0.5 M and 10-80 %, respectively were observed. Extractability of  light rare earths (La, Pr, Nd, Sm, Gd) is better in  low acidity while  heavy rare earths (Tb, Dy, Er, Y)  in high acidity. At constant TBP concentration, distribution coefficient of  rare earths increases with an increase in HTTA concentration, but difference of  separation factors is not large. Better extraction for rare earths is in the condition  of  low percentages of  TBP and high concentration of  HTTA. Furthermore, mixed rare earth elements (La, Pr, Nd, Sm, Gd  and Y) which have the fraction amounts of  rare earths as monazite sand (IGS 36)  were extracted with 10 % TBP/Kerosene/1 M HTTA and the percentage  extraction of  La, Pr, Nd, Sm, Gd and  Y  were found to be 25, 47, 63, 79, 71 and  81 % respectively.

Keywords: rare earths; synergistic extraction; tri-n-butylphosphate; thenoyltrifluoroacetone