Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что электрическое поле способно значительно интенсифицировать процессы экстракции как за счет создания развитой поверхности фазового контакта при электродиспергировании, так и за счет уменьшения времени коалесценции.
Вместе с тем, применение внешнего электрического поля приводит и к существенному увеличению коэффициента массопередачи. Так, на опытных установках достигается до 170 теоретических ступеней переноса на 1м. Однако, указанные данные относятся к системам, в которых отсутствуют химические реакции образования экстрагируемого соединения. Экстракция редкоземельных элементов (РЗЭ) растворами ди-(2-этилгексил)-фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) осложнена химической реакцией, возникновением спонтанной межфазной конвекции, образованием конденсированных межфазных пленок, что может определять особенности поведения такой и подобных систем во внешнем электрическом поле. Однако, исследования в данном направлении немногочисленны и носят фрагментарный характер.
Наряду с внешнем электрическим полем существенное влияние на скорость протекания процесса экстракции может оказывать и величина межфазного потенциала, в значительной степени определяемого как присутствием в системе посторонних поверхностно-активных веществ, так и самим экстрагентом. Одним из проявлений такого влияния является изменение ионного состава межфазных слоев и соответствующее изменение скорости химической реакции. Данные по количественному учету влияния межфазного потенциала на скорость массопереноса в экстракционных системах в литературе не обнаружены.
Указанные обстоятельства определили необходимость постановки настоящей работы.
Цель работы - изучение влияния электрического поля на кинетические закономерности поверхностных реакций и скорость экстракции (реэкстракции) некоторых f-элементов и азотной кислоты растворами три-н-бутилфосфата и ди-(2- этилгексил)фосфорной кислоты. Для этого необходимо
на основе модельных представлений изучить влияние межфазного потенциала на кинетические закономерности поверхностных реакций в системах с кислыми экстрагентами,
исследовать влияние внешнего электрического поля на скорость экстракции церия(Ш), европия(Ш), празеодима(Ш) и азотной кислоты растворами три-н-бутилфосфата и ди-(2- этилгексил)фосфорной кислоты,
разработать метод исследования кинетики экстракции (реэкстракции) в растущую каплю.
Научная новизна. Впервые на основе модельных представлений рассмотрено влияние межфазного потенциала на скорость реакций образования экстрагируемого соединения в межфазном слое. Показано, что изменение межфазного потенциала приводит к изменсниго эффективного попялкг.
процесса для необратимых реакций, протекающих по sv-механизму, и экстремальному виду зависимости потока целевого компонента от концентрации ионогенного ПАВ.
Изучено влияние внешнего электрического поля на кинетические закономерности процессов экстракции (реэкстракции) церия(Ш), европия(Ш), празеодима(Ш) и азотной кислоты растворами ТБФ, Д2ЭГФК через плоскую границу раздела фаз и в период роста капли в широком интервале концентраций. Установлено, что в присутствии спиртов и низкой концентрации РЗЭ в водной фазе наложение электрического поля приводит к уменьшению скорости экстракции через плоскую границу раздела фаз.
Практическая ценность. Разработан способ существенного повышения скорости экстракции в системах с ТБФ (наложение внешнего электрического поля), недостижимой при механическом перемешивании без нарушения сплошности плоской границы раздела фаз.
Разработан прием снижения скорости массопередачи РЗЭ (на 20-50%) при их экстракции растворами ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты, который может быть использован для управления процессом извлечения.
Разработан метод исследования кинетики экстракции (реэкстракции) в растущую каплю, и создана установка, которая использована при изучении кинетики процесса в трех экстракционных системах.
Апробация работы . Результаты работы доложены и обсуждены на IX Всесоюзной конференции по экстракции (Адлер, 1991), Всесоюзной конференции молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990), Международной конференции «Благородные и редкие металлы» (Донецк, 1994), X конференция по экстракции (Уфа, 1994).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ. Структура и объем работы . Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, выводов, списка литературы (#5наименований). Общий объем работы -{50 страниц, 15 таблиц и 40 рисунков.
