شماره مدرك :
19527
شماره راهنما :
16881
پديد آورنده :
رضايي، مهدي
عنوان :

استخراج پلاتين با حلال يوتكتيك كلريدي از كاتاليست‌هاي مستعمل پتروشيمي و تخليص به روش استخراج حلالي

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
فراوري مواد معدني
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
سيزده، 100ص، مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
كاتاليست مستعمل , پلاتين , ليچينگ , استخراج با حلال آلي , حلال يوتكتيك عميق
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/04/23
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي معدن
دانشكده :
مهندسي معدن
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/04/24
كد ايرانداك :
23049180
چكيده فارسي :
پلاتين يك فلز گران‌بها با تقاضا بالا در صنايع مختلف است، اما عرضه آن محدود است. پس بازيابي پلاتين از كاتاليست‌هاي مستعمل از نظر اقتصادي اثرات قابل توجهي دارد. علاوه بر آن، مي‌توان از تجمع كاتاليست مستعمل بعنوان باطله جلوگيري كرد. در اين پژوهش از حلال‌هاي يوتكتيك عميق براي ليچينگ پلاتين استفاده شد كه جايگزيني سازگار با محيط زيست براي ليچينگ اسيدي مي‌باشد. اين ماده به دليل خاصيت انحلال پذيري بالا، در چند سال اخير مورد توجه دانشمندان و شيميدانان قرار گرفته است. ابتدا پتانسيل برخي از تركيبات حلال يوتكتيك بر پايه كولين كلريد به عنوان پذيرنده پيوند هيدروژني و اوره، گليسرول، اتيلن گلايكول و اگزاليك اسيد بعنوان دهنده پيوندهيدروژني براي ليچينگ پلاتين مورد بررسي قرار گرفت. با تحليل نتايج بدست آمده مشخص شد كه محيط يوتكتيك عميق به تنهايي براي ليچينگ پلاتين، كافي نبود و از يك اكسيدان خارجي (نيتريك اسيد) استفاده شد. آزمايش‌ها در حضور نيتريك اسيد تكرار شدند و بيشترين بازيابي مربوط به تركيب كولين كلريد و اتيلن گلايكول با بازيابي 83/62 درصد بود كه در ادامه مراحل از اين تركيب استفاده شد. براي بررسي تاثير پارامترها بر روي غلظت و بازيابي پلاتين، آزمايش‌ها به روش فاكتوريل بخشي طراحي شدند. پنج فاكتور درصد جامد، نسبت كولين كلريد به اتيلن گلايكول، مقدار آب، دما و مقدار نيتريك اسيد بعنوان متغيرهاي اين طرح مورد تحليل و بررسي قرار گرفتند. نتايج نشان داد، متغير نسبت كولين كلريد به اتيلن گلايكول موثرترين عامل در نتيجه بازيابي پلاتين است. دليل اين امر افزايش غلظت گونه‌هاي كلريدي و افزايش حلاليت كمپلكس‌هاي پلاتين بود. در نهايت شرايط ليچينگ بهينه با هدف بيشينه كردن بازيابي بصورت مقدار جامد 10 درصد وزني، نسبت كولين كلريد به اتيلن گلايكول 1 به 1، مقدار آب 25 درصد، دما 90 درجه سانتيگراد و نيتريك اسيد 10 درصد وزني پيشنهاد شد. در اين آزمايش، بازيابي پلاتين درصد و غلظت آن پس از ليچينگ 217 ميلي گرم بر ليتر بدست آمد. همچنين فرآيند تخليص محلول يوتكتيك حاوي پلاتين به كمك استخراج با حلال آلي مورد بررسي قرار گرفت. در اين مرحله چهار فاكتور درصد استخراج كننده TOA در فاز آلي، نسبت آبي به آلي، دما و زمان ماند بعنوان متغير مورد مطالعه قرار داده شد. نتايج اين بخش نشان داد كه واكنش استخراج پلاتين در كمتر از 5 دقيقه كامل مي‌شود. بيشترين تاثير بر روي بازيابي پلاتين را نسبت فاز آبي به آلي داشت، به طوري كه با تغيير نسبت از 3 به 1 تا 1 به 1، بازيابي تقريبا 15 درصد افزايش يافت. اين تغيير مربوط به افزايش ظرفيت فاز آلي و گونه‌هاي پيوند دهنده با يون پلاتين مي‌باشد. شرايط بهينه آزمايش استخراج با حلال آلي، بصورت غلظت TOA 9/99 درصد وزني در فاز آلي، نسبت فاز آبي به آلي 1 به 1، دماي 25 درجه سانتيگراد و زمان ماند 5 دقيقه پيشنهاد شد. در اين آزمايش بازيابي پلاتين 99/39 درصد بدست آمد. يافته‌هاي اين پژوهش مي‌تواند منافع قابل توجهي براي صنعت پتروشيمي به ويژه از نظر مديريت پسماند، بازيابي منابع و پايداري زيست محيطي داشته باشد.
چكيده انگليسي :
Platinum is a precious metal with high demand in various industries, but its supply is limited. Therefore, the recovery of platinum from spent catalysts has significant economic implications. Additionally, this process can prevent the accumulation of spent catalysts as waste. In this study, deep eutectic solvents (DES) were used for platinum leaching, providing an environmentally friendly alternative to acidic leaching. Due to their high solubility properties, DES have garnered attention from scientists and chemists in recent years. Initially, the potential of several choline chloride-based eutectic solvent compositions as hydrogen bond acceptors, combined with urea, glycerol, ethylene glycol, and oxalic acid as hydrogen bond donors, for platinum leaching was investigated. The analysis of the results indicated that the deep eutectic environment alone was insufficient for platinum leaching, necessitating the use of an external oxidant (nitric acid). The experiments were repeated in the presence of nitric acid, and the highest recovery was achieved with the combination of choline chloride and ethylene glycol, yielding a recovery rate of 83.62%. Subsequent stages of the study utilized this combination. To examine the impact of various parameters on platinum concentration and recovery, the experiments were designed using a fractional factorial method. Five factors, including solid percentage, choline chloride to ethylene glycol ratio, water content, temperature, and nitric acid amount, were analyzed. The results demonstrated that the choline chloride to ethylene glycol ratio was the most influential factor on platinum recovery. This effect was attributed to the increased concentration of chloride species and enhanced solubility of platinum complexes. Ultimately, the optimal leaching conditions for maximizing recovery were determined to be a solid content of 10%wt, a choline chloride to ethylene glycol ratio of 1:1, water content of 25%, a temperature of 90°C, and 10%wt nitric acid. Under these conditions, a platinum recovery of 92.87% and a concentration of 217 mg/L after leaching were achieved. Furthermore, the purification process of the eutectic solution containing platinum through solvent extraction was investigated. In this stage, four factors percentage of TOA extractant in the organic phase, aqueous to organic phase ratio, temperature, and residence time were studied. The results indicated that the platinum extraction reaction was completed in less than 5 minutes. The aqueous to organic phase ratio had the most significant impact on platinum recovery, with a change in the ratio from 3:1 to 1:1 resulting in an approximate 15% increase in recovery. This change was related to the increased capacity of the organic phase and the binding species with platinum ions. The optimal conditions for solvent extraction were determined to be 9.99%wt TOA concentration in the organic phase, an aqueous to organic phase ratio of 1:1, a temperature of 25°C, and a residence time of 5 minutes. Under these conditions, a platinum recovery of 99.93% was achieved. The findings of this research can provide significant benefits to the petrochemical industry, particularly in terms of waste management, resource recovery, and environmental sustainability.
استاد راهنما :
علي احمدي عامله , محمدرئوف حسيني
استاد داور :
ضياءالدين شفايي تنكابني , ابراهيم عظيمي
لينک به اين مدرک :

بازگشت