Asidik alüminyum klorür çözeltisinden demirin solvent ekstraksiyonla uzaklaştırılması

Abstract

Yüksek asit konsantrasyonlu çözeltilerde demirin seçici olarak uzaklaştırılması, endüstriyel üretimde önemli bir role sahiptir. Bu tez çalışmasında, asidik alüminyum klorür çözeltisinden demirin solvent ekstraksiyonla uzaklaştırılması araştırılmıştır. Organik faz olarak kerosen içerisinde di 2-etilhekzil fosforik asit (D2EHPA) kullanılmıştır. Yapay çözeltilerde reaksiyon süresi, organik/sulu faz oranı (O/S) hidroklorik asit, D2EHPA, demir, alüminyum, potasyum ve sodyum konsantrasyonlarının demir uzaklaştırma üzerindeki etkileri incelenmiştir. Hidroklorik asit ve D2EHPA konsantrasyonlarının artmasıyla demir uzaklaştırma verimi artmıştır. Yapay çözeltilerde yapılan çalışmalar, klorür konsantrasyonunun demir uzaklaştırma üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Ekstraksiyon adımlarının sayısını belirlemek için yapılan çalışmalar sonucunda McCabe-Thiele diyagramı elde edilmiştir. McCabe-Thiele diyagramına göre; organik/sulu faz oranı (O/S) 1/1 iken, >91% verimle demiri uzaklaştırmak için iki aşamanın gerekli olduğu belirlenmiştir. 2 M HCl yüklü liç çözeltisinde hacimce % 20 D2EHPA konsantrasyonu ve 1/1 organik/sulu faz oranı ile 30 dakika oda sıcaklığında gerçekleştirilen çalışmalarda demir uzaklaştırma % 95,58'e ulaşmıştır. FT-IR spektrumu Fe (III)'ün D2EHPA ile kompleks oluşturduğunu ve sulu fazdan organik faza geçtiğini göstermiştir. Sonuçlar asidik alüminyum klorür çözeltisinden yüksek seçiciliğe sahip D2EHPA kullanımıyla, % 2'den daha az alüminyum kaybı ile demirin başarılı bir şekilde uzaklaştırıldığını göstermiştir. ANAHTAR KELİMELER: Asidik alüminyum klorür çözeltisi, Demir uzaklaştırma, Solvent ekstraksiyon, D2EHPA

The selective removal of iron in high acid concentration solutions has an important role in industrial production. In this thesis, the removal of iron from acidic aluminum chloride solution by solvent extraction was investigated. Di 2-ethylhexyl phosphoric acid (D2EHPA) in kerosene was used as the organic phase. The effects of reaction time, organic/aqueous phase ratio (O/S), hydrochloric acid, D2EHPA, iron, aluminum, potassium and sodium concentrations on iron removal were investigated in artifıcial solutions. The ıron removal efficiency increased with increasing hydrochloric acid and D2EHPA concentrations. Studies in artifıcial solutions show that the chloride concentration has an effect on iron removal. As a result of the studies carried out to determine the number of extraction steps, the McCabe-Thiele diagram was obtained. According to the McCabe-Thiele diagram; While the organic/aqueous phase ratio (O/S) is 1/1, it has been determined that two stages are required theoretically to remove iron with >91% efficiency. Iron removal reached 95.58% in studies carried out at room temperature for 30 minutes with 20% vol. D2EHPA concentration and 1/1 organic/aqueous phase ratio in 2 M HCl pregnant leaching solution (real solution). The FT-IR spectrum reveals that Fe(III) forms a complex with D2EHPA and passes from the aqueous phase to the organic phase. The results showed that with the use of high selectivity D2EHPA from the acidic aluminum chloride solution successfully removal of iron with less than 2% aluminum loss. KEYWORDS: Acidic aluminum chloride solution, Iron removal, Solvent extraction, D2EHPA