The purpose of this study was to recycle the Mg metal from the dross of magnesium alloy refining furnace (magnesium scrap, particle size < 0.85 mm) and convert it to nanoscale MgO. The recycled product further was evaluated for its removal efficiency in treating chlorobenzene in aqueous solution. First, the magnesium scrap was leached by 2N HNO3 using a liquid-to-solid ratio of 50 (mL/g). After two hours of leaching, 99.6 wt% of magnesium was found to be dissolved and the weight decrease of magnesium scrap was 97.31 wt%. Then, the liquid-liquid extraction technology was used to purify the Mg2+ in leached solution. The extractant (10 vol.% of D2EHPA and 5 vol.% of TBP in 85 vol.% of kerosene; the oil-to-aqua ratio of 1:1) was used to extract with leached solution at pH=8 for 10 min, and the above-mentioned procedure of extraction was repeated once. As a result, the impurity ions (e.g., Zn2+, Ca2+ and Mn2+) were found to be extracted to the organic phase, whereas Mg2+ was found to be remained in the aqueous phase. This phenomenon was good for the later synthesis process of nanoscale MgO. The loaded organic phase then was stripped by 6N H2SO4 for the purpose of the organic phase reclamation (i.e., extractant regeneration). The experimental data have shown that the percent differences of the regenerated extractant and fresh extractant in extracting Zn2+, Ca2+, and Mn2+ were 0.01%, <0.01%, and 0.01%, respectively. Therefore, the regenerated extractant could be reused in the original extraction process. The aqueous phase after extraction then was adjusted to pH=6.5 using ammonium solution. Moreover, FeCl3•6H2O with a Fe/P molar ratio of 4.75 was added to the aqueous phase resulting in the formation of phosphate precipitate. In so doing, 99% of phosphate ion was removed. By adjusting the system pH to a value of no less than 6, 99.8% of ferric ion remaining in the aqueous phase was further removed. The filtrate then was used as the source of Mg2+ for synthesis of nanoscale MgO. After the addition of urea and water to the solution containing Mg2+, simply increased the temperature would form the precursor of nanoscale MgO. Under the synthesis condictions of pH 9.2, reaction temperature of 125 ¢J, reaction time of 2 hr, urea-to-Mg ion molar ratio of 20, and [H2O]/[Mg2+] molar ratio of 70, 61.26 wt% of Mg metal was recovered through the use of homogeneous precipitation. The precursor of nanoscale MgO was identified as farringtonite. This species could be converted to nanoscale MgO by calcining at 450 ¢J. The remaining Mg2+ in the supernatant of the above process could be further recovered by titrating with 6N NaOH to yiled Mg(OH)2 precipitate. Again, Mg(OH)2 could be convered to nanoscale MgO by calcining at 450 ¢J. The recovery of Mg metal by the neutral precipitation was determined to be 14.59 wt%. Through a series of treatments (including leaching, liquid-liquid extraction, phosphate ion removal, homogeneous precipitation and neutral precipitation), the overall recovery of Mg metal was found to be 75.85 wt%. Aside from the preparation of nanoscale MgO, MgO further was tested for its capability in treating chlorobenzene in aqueous solution with a dosage of 10 mg/L. After a reaction time of 4 hr, it was found that nanoscale MgO resulting from the homogeneous precipitation process outperformed the commercial MgO in treating chlorobenzene. For nanoscale MgO, however, even a dosage of 23.3 g/L or greater, the removal efficiency of chlorobenzene tended to be stable in the neighborhood of 20%.

Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-10-11T16:34:25Z No. of bitstreams: 1 GLAUCO CORREA DA SILVA M.pdf: 31495327 bytes, checksum: 7b9163d1cb5b91a2a5b1cbda11272a34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-11T16:34:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GLAUCO CORREA DA SILVA M.pdf: 31495327 bytes, checksum: 7b9163d1cb5b91a2a5b1cbda11272a34 (MD5) Previous issue date: 2004 / A Ilmenita FeTiO3, é um co-produto com baixo valor comercia agregado mineração das popularmente conhecidas areais monazíticas. É obtida durante a separação dos compostos dos elementos das terras raras (Sc, Y, La e Lantanóides), Th, U e Zr Nos processos convencionais de purificação da ilmenita, o dióxido de Titânio TiO2, é obtido em grande quantidade porém com pureza limitada. Estes processos também geram uma quantidade considerável de efluentes e rejeitos. A extração Líquido-Líquido, ELL, pode ser usada como uma alternativa nos processos de separação e purificação para a produção de TiO2 com pureza elevada além de permitir o reciclo de efluentes e minimizar a geração de rejeitos. Este trabalho apresenta o estudo da separação do Fe (III) e Ti (IV) em solução de ácido sulfúrico empregando o processo de ELL. Foram obtidos dados termodinâmicos para a determinação das constantes de distribuição, Kd, em função da acidez livre e das concentrações das espécimes químicas Fe (III) e Ti (IV) em soluções de lixívia sulfúrica de ilmenita. Foram empregadas soluções orgânicas do ácido bis (2-etil-hexil) fosfórico, D2EHPA, como agente extratante. No estudo foram usadas soluções aquosas contendo concentrações de Fe (III) e Ti (IV) variando de 1,0 a 25, 0g.L-1, acidez livre de 5.10-3 a 10mol.L-1 e soluções orgânicas de D2EHPA/querosene de 0,1 a 1,5mol.L-1. A partir dos dados obtidos foi utilizado um código computacional interativo desenvolvido em FORTRAN, denominado código TIFEX, baseado nos modelos termodinâmicos e químicos propostos. O código TIFEX, gerou modelos teóricos preditivos, podendo ser usado para o desenvolvimento de um simulador com o objetivo de estabelecer fluxogramas de processos ELL a serem empregados em unidades de células de misturadores-decantadores em regime contínuo e em contra-corrente, possibilitando modificações para a condução de TiO2 com grau de pureza desejado. Os modelos teóricos apresentaram concordância com os dados experimentais com erros relativos inferiores a 10%. A recuperação dos produtos tanto quanto o tratamento e reciclo dos efluentes e rejeitos gerados no processo também foram investigados. Os resultados obtidos indicaram que o processo de ELL é possível como uma alternativa substituta para os processos convencionais de produção e purificação de TiO2, além de minimizar a emissão de efluentes para o meio ambiente.

Die Auswertung der Literatur hat für die Solventextraktion von In(III) mit sauren phosphororganischen Verbindungen voneinander abweichendes Verhalten ergeben. Dieses Verhalten bei der Extraktion von In(III) konnte durch Extraktionsexperimente mit Variation von pH-Wert und Beladung der organischen Phasen bestätigt werden. Durch spektroskopische und bildgebende Analysen konnte der Nachweis für die Bildung polymerer Komplexe erbracht werden. Die Ergebnisse zeigen außerdem, dass der entscheidende Faktor für die Bildung der polymeren Komplexe die Verbrückung einzelner monozentrischer Komplexe ist. Für die Phosphinsäure Cyanex272 gegenüber der Phosphonsäure EHEHPA und der Phosphorsäure D2EHPA ist der polare Bindungscharakter der P=O-Einheit stärker ausgeprägt, weshalb das Bestreben darüber eine Bindung auszubilden erhöht ist. Diese Eigenschaft bedingt die unvollständige Phasentrennung bei geringeren Beladungen mit In(III) gegenüber der Beladung der weiteren untersuchten phosphorhaltigen Extraktionsmittel bei vergleichbaren Extraktionsbedingungen.:Abkürzungs- und Symbolverzeichnis iii 1 Einleitung 7 2 Indium – Verfügbarkeit und Gewinnungstechnologien 10 2.1 Verfügbarkeit von Indium 10 2.2 Gewinnungstechnologien für Indium 13 2.2.1 Geeignete Extraktionssysteme für die In(III)-Extraktion 14 2.2.2 Struktur und Eigenschaften saurer phosphororganischer Verbindungen 16 2.2.3 Wechselwirkungen saurer phosphororganischer Verbindungen in wässriger und organischer Phase 18 3 Präzisierung der Aufgabenstellung 23 4 Extraktionsuntersuchungen 24 4.1 Material und Methoden 24 4.2 Untersuchung der Extraktion von In(III) in Abhängigkeit vom pH-Wert 26 4.3 Untersuchung der Beladung der organischen Phase mit In(III) 28 4.3.1 Variation der Ausgangskonzentration von In(III) in der wässrigen Phase 29 4.3.2 Variation des Phasenverhältnisses (wässrig/organisch) bei konstanter Konzentration von In(III) in der wässrigen Phase 31 4.4 Diskussion der Ergebnisse der Extraktionsuntersuchungen 34 5 Spektroskopische und rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen der organischen Phasen 37 5.1 FT-IR-spektroskopische Untersuchungen 37 5.1.1 IR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen 40 5.1.2 IR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen in Gegenwart von In(III) 42 5.1.3 Diskussion der Ergebnisse der IR-Spektroskopie 45 5.2 ESI-massenspektrometrische Untersuchungen 47 5.2.1 ESI-Massenspektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen 49 5.2.2 ESI-Massenspektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen in Gegenwart von In(III) 54 5.2.3 Diskussion der Ergebnisse der ESI-Massenspektrometrie 59 5.3 NMR-spektroskopische Untersuchungen 63 5.3.1 Vorversuche zur Bestimmung der Signallagen von A1H in 1H NMR-Spektren 65 5.3.2 1H NMR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen 69 5.3.3 1H NMR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen in Gegenwart von In(III) 70 5.3.4 Diskussion der Ergebnisse der 1H NMR-Spektroskopie 73 5.3.5 Vorversuche zur Bestimmung der Signallagen von A1H in 31P NMR-Spektren 78 5.3.6 31P NMR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen 80 5.3.7 31P NMR-Spektren der in Kerosin gelösten sauren phosphororganischen Verbindungen in Gegenwart von In(III) 82 5.3.8 Diskussion der Ergebnisse der 31P NMR-Spektroskopie 85 5.4 Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen 89 5.4.1 REM-Aufnahmen und EDX-Analyse der gebildeten 3ten Phase von A3H in Gegenwart von In(III) 89 5.4.2 Diskussion der Ergebnisse der Rasterelektronenmikroskopie 90 5.5 Zusammenfassende Diskussion der relevanten Ergebnisse 91 6 Zusammenfassung und Ausblick 99 7 Abbildungsverzeichnis 101 8 Tabellenverzeichnis 104 Literaturverzeichnis 106 Danksagung 121 Versicherung 122 Anhang A

No description available.

Une étude thermodynamique et cinétique systématique a été entreprise sur l'extraction liquide-liquide du nickel(II) par la 2-ethylhexanal oxime (EHO) seule ou en mélange avec l'acide di-(2-éthylhexyl) phosphorique (D2EHPA) en solution dans le dodécane.<br />La caractérisation des différentes agrégations de la EHO et du D2EHPA par osmométrie VPO a montré l'existence de monomères (notés respectivement HOx et HA), de dimères et de trimères ainsi que l'absence d'espèce mixte EHO-D2EHPA.<br />L'étude de l'extraction du nickel par l'oxime seule à partir de différents milieux aqueux a montré que la cinétique est relativement lente et que seuls les chlorure permettent l'extraction en milieu acide. Les différents types de complexes organiques extraits ont été mis en évidence. En l'absence de sel ou avec NH4NO3, les complexes extraits sont respectivement Ni(Ox)2(HOx)n où n vaut 3 ou 4 pour de plus fortes concentrations en oxime. En présence de chlorure, les complexes extraits sont NiCl2(HOx)n en milieu acide (pH<4) ou NiCl(Ox)(HOx)n pour un milieu moins acide, n valant 3 ou 4 selon la concentration de l'oxime.<br />L'étude cinétique, conduite dans une cellule agitée de type Rushton, a montré que le processus est contrôlé par une étape interfaciale. Elle correspond à la réaction de solvatation du complexe neutre NiCl2(H2O), (pH<4), ou NiCl(Ox)(H2O) adsorbé, (pH>4), par une molécule d'oxime dans le cas des chlorures ; pour les autres électrolytes, il s'agit de l'échange cationique entre Ni(Ox)(H2O)5+ et HOx.<br />L'ajout d'un co-extractant (D2EHPA) provoque une accélération cinétique significative. Le complexe extrait est NiA2(HOx), confirmé par ailleurs par une étude iso-moléculaire. L'étape limitante est une réaction interfaciale d'échange cationique entre NiA(H2O)5+ adsorbé et HA. Pour comparaison, l'étude cinétique a été également conduite dans une cellule à aire interfaciale constante de type Armollex et a permis une estimation de l'aire interfaciale spécifique développée dans la cellule agitée.