La presente ricerca ha lo scopo di sottolineare l'importanza degli antiossidanti naturali negli ultimi anni. Recenti studi hanno dimostrato l'importanza dei sottoprodotti della vinificazione in quanto particolarmente ricchi di composti fenolici. I fenoli possono essere recuperati da scarti (diminuendo il loro effetto inquinante) e usati come antiossidanti naturali in sostituzione di quelli chimici in sistemi alimentari per aumentare la shelf life. / The present research is aimed to underline the increasing importance that natural antioxidants have been gaining in the last years. Recent investigations have stressed the importance of vinification by-products as plant materials particularly rich in phenols. Phenols could be recovered by wastes (diminishing their pollutant effect) and used as natural antioxidant instead of chemical ones in food systems to extend the shelf life.

O principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG. / Spent coffee grounds are the main residues of the soluble coffee industry, which are generated after the extraction of soluble solids with water. They are generally burned in boilers to generate energy for the coffee industry. However, this residue may contain 15 to 20 % oil, a component of interest to the food industry. Hexane is the most common solvent used in the vegetable oil industry; however, as it is a fossil fuel byproduct, biotechnology alternatives that replace it by more environmental-friendly solvents are being studied. Therefore, the main objective of this study was to determine technical viability of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds. Solid-liquid extractions were carried out in one stage in order to analyzed the influence of the variables of the process (temperature, 60 to 90 °C; type of solvent, ethanol, ET or isopropanol, IPA; and solvent hydration level, absolute or azeotropic degree) in the characteristics of extract and raffinate phases, in terms of yield of oil extraction, chlorogenic acids (CGA), total carbohydrates, protein content, and nitrogen solubility index (NSI) of the raffinate phase. Enzymatic pre-treatment in the extraction process was also carried out to assess its effect on the oil and CGA yields, as well as NSI in the raffinate phase obtained at 70 °C. In general, it could be inferred that temperature favored lipid extraction, but solvent hydration level negatively affected extraction due to the increased polarity of the solvent. Similarly, as ET is more polar than IPA, the former solvent enabled lower yield of oil. The temperature of the process also influenced CGA extraction, which was favored by lower temperatures and increased solvent polarity. Therefore, at 60 °C, in the trials using azeotropic ethanol, oil extraction yield was lower, and CGA yield was greater. Enzymatic pre-treatment showed significant differences in the characteristics of the extract and raffinate phases. However, only the trials with absolute ethanol led to economically viable oil yields. In fact, further studies on pre-treatment variables of the enzymatic treatment should be carried out for more relevant results in relation to lipid compound extraction. Given the experimental data obtained here, it was concluded that the use of alcoholic solvents in oil extraction of spent coffee grounds is technically viable. However, the conditions of the process should be carefully analyzed for high yields of oil with greater levels of CGA to be obtained.

A extratibilidade de sais de fosfônio foi aproveitada para elaborar método de separação Ir-Rh, mediante a extração do sal de trifenil n-propil fosfônio do cloro-complexo de Ir(IV,) em clorofórmio. O coeficiente de extração de 99,2%, permite retirar o irídio do meio aquoso com grande eficiência. O irídio assim separado é determinado diretamente, por via espectrofotométrica, em 494 mµ, em faixa de concentração de 5,0 a 50,0 µg/ml. Pd(II), Pt(IV) e Os(IV) interferem e são eliminados previamente, assim como Au(III). Os ânions interferentes, I-, Br- e SCN- são também eliminados previamente. Muitos íons podem estar presentes, tais como Co(II),Cu(II), Mn(II), Fe(III), Ni(II), As(V), Sb(V), NO3-, ClO4- e SO4--. Após a separação do Ir (IV), o Rh(III) que permanece, na solução é complexado com íons azoteto e extraído em clorofórmio depois de precipitado com íons trifenil n-propil fosfônio, sendo o coeficiente de extração de 98,3%. A determinação ê também feita no próprio solvente, mediante medida espectrofotométrica em 404-408 mµ, para um intervalo de concentração de . 10,0 a 70,0 µg/ml. Uma separação envolvendo Os(IV), Pd(II)e Pt(IV) foi elaborada, eliminando-se Pd(II) e Pt(IV) por extração de ambos em metil n-butil cetona a partir de uma solução contendo SCN-. O Os(IV) é determinado na solução aquosa na forma de OsC16-- por medida espectrofotométrica em 370 mµ, válida para a faixa de concentração de 2,0 a 20,0 µg/m1. / Abstract not available.

O minério limonítico de níquel é considerado uma fonte de níquel e cobalto a partir de mineração. No entanto, o minério é heterogêneo e a concentração dos metais varia conforme a localização. Sendo assim, é necessário o desenvolvimento de uma metodologia que permita determinar os parâmetros de operação de um processo de separação de metais levando em consideração a composição de cada minério. No processo hidrometalúrgico, diversas técnicas de purificação ou separação dos metais podem ser usadas. O presente trabalho estudou o uso da extração por solventes para tratar o licor baseado no lixiviado de minério limonítico de níquel. No processo de extração por solventes foram determinados os parâmetros de extração dos metais como: pH, concentração do extratante na fase orgânica e diluído em querosene, relação entre as fases aquosa e orgânica (A/O) e número de contatos contracorrente teóricos para extração do metal. A extração de 100% do ferro utilizando Cyanex 272 foi determinada em pH 2, concentração do extratante 25% em volume diluído em querosene, relação A/O 1/3 e três contatos contracorrente. Durante a extração do ferro também houve coextração de 27% do cobalto. Foi possível recuperar o cobre da solução através da extração utilizando Acorga M5640 em pH 2, concentração do extratante na fase orgânica igual 5% v/v, relação entre as fases 1/1 e um contato contracorrente. O alumínio e o zinco foram extraídos em pH 3,5, utilizado Cyanex 272 como extratante na concentração 25% em volume, relação A/O 1/2 e dois contatos contracorrente. A fim de obter uma solução aquosa contendo apenas níquel em solução, a última etapa foi a remoção dos metais remanescentes na solução (cobalto, cromo, magnésio e manganês) utilizando Cyanex 272. O pH para essa extração foi 5, a concentração do extratante 20% v/v, relação entre as fases 1/1 e cinco contatos contracorrente. Ao final, foi possível obter uma solução aquosa contendo níquel em solução na concentração 2,52g/L, o que corresponde a 100% do níquel presente na solução sintética. Além do níquel, 0,19 g/L de magnésio e 0,008g/L de cromo permaneceram na solução final. / Nickel limonite ore is a source of nickel and cobalt. However, the ore is heterogeneous and concentration changes according the location of the ore. Therefore, determination of the operating parameters is required to separate the metals taking into account the composition of these ores. Hydrometallurgical process is used to treat leach liquor from ores. This work studied the treatment of synthetic solution based on leach liquor of nickel limonite ore by solvent extraction. During the study was determinated the metals extraction parameters as pH, extractant concentration in the organic phase, aqueous and organic ratio (A/O) and number of theoretical extraction stages. The extraction of iron was 100% using Cyanex 272 at pH 2, extractant concentration 25% (v/v) and three extraction stages at an A/O ratio 1/3. Nevertheless, during the extraction of iron, cobalt was co-extracted. The cobalt lost was 27% at the parameters used to extract. It was possible to recover copper from the synthetic solution using Acorga M5640 as extractant at pH 2, extractant concentration 5% v/v, one extraction stage and an A/O ratio 1/1. Aluminium and zinc were removed from synthetic solution at pH 3.5, organic phase with 25% v/v of Cyanex 272 and two extraction stages at an A/O ratio 1/2. The last part of work was removed cobalt, chromium, magnesium and manganese from the aqueous solution. The reason is staying just nickel in the final solution. Cyanex 272 at pH 5 and 20% v/v concentration was used and five extraction stages and an A/O ratio 1/1 was necessary to extract the metals. The finally solution was composed by 2.52g/L of nickel, corresponding 100% of nickel from synthetic leach liquor of nickel limonite ore. In addition, 0.19g/L of magnesium and 0.008g/L of chromium staying at solution.

A oleuropeína é o mais abundante biofenol presente nas folhas de oliveira (Olea Europaea), com importantes funções antimicrobiana e antioxidante. Estudos visando à obtenção deste composto têm sido conduzidos, porém, muitos deles utilizam solventes tóxicos e métodos caros. A presente dissertação teve por objetivo estudar diferentes metodologias para a obtenção de extratos de folhas de oliva contendo quantidades significativas de oleuropeína. Os extratos foram obtidos a partir de folhas de oliva micronizadas, com ou sem pré-tratamento para redução do teor de clorofila, submetidas a contatos simples ou múltiplos com diferentes solventes, como dietil éter, clorofórmio, acetona, etanol, 1-propanol, 2-propanol, água e soluções hidroalcoólicas com diferentes concentrações. O contato das folhas micronizadas com os solventes foi promovido pelos seguintes métodos: agitação manual em temperatura ambiente, agitação mecânica a 50 ºC, ultrassom ou uma combinação desses dois últimos, totalizando 38 experimentos, sendo que em 17 destes os extratos foram produzidos na forma líquida e 21 na forma sólida. Os resultados mostraram que, de maneira geral, a etapa prévia de redução do teor da clorofila (realizada através de sucessivos contatos com hexano, diclorometano ou ainda, com CO2 supercrítico) não foi vantajosa, devido à elevada quantidade de solventes utilizados em relação às quantidades de extratos obtidos. Nestes experimentos, a maior concentração de oleuropeína, 1,88%, foi detectada no procedimento em que as folhas micronizadas foram previamente umedecidas com etanol e limpas com CO2 supercrítico, e posteriormente colocadas em contato com a mistura etanol e água, na proporção 1:1, utilizando o ultrassom combinado com a agitação mecânica como método de extração. Nos experimentos finais do trabalho, foi estudada ainda a adição de ácidos orgânicos (cítrico ou acético), juntamente com os solventes hidroalcoólicos (diferentes teores de água) no momento da extração da oleuropeína em banho de ultrassom, utilizando amostras que não foram previamente tratadas para remoção da clorofila. A combinação do ácido acético com a solução etanólica contendo 30 % de água resultou em um extrato com 2,17 % de oleuropeína, em apenas 1 contato com o solvente. Quando três contatos foram utilizados, nestas mesmas condições, o teor de oleuropeína aumentou para 4,8 %, maior do que alguns valores encontrados na literatura, utilizando o mesmo método de extração, indicando que processo ainda pode ser otimizado, utilizando técnicas simples e solventes que não agridam o meio ambiente. / Oleuropein is the most abundant biofenol present in olive leaves (Olea europaea), presenting important antioxidant and antimicrobial functions. Studies focusing on obtaining this compound have been conducted; however, many of them use toxic solvents and expensive methods. The present work aimed to study different methodologies for obtaining extracts from olive leaves containing significant amounts of oleuropein. The extracts were obtained from micronized olive leaves, with or without pretreatment for reducing the chlorophyll content, submitted to single and multiple contacts with different solvents such as diethyl ether, chloroform, acetone, ethanol, 1- propanol, 2 -propanol, water and hydroalcoholic solutions at different concentrations. The contact between the micronized leaves and the solvents was promoted by the following methods: manual shaking at room temperature, mechanical agitation at 50 °C, ultrasound or a combination of these last two methods, totaling 38 experiments, from which in 17 of them the extracts were produced in the liquid form, and in 21 in the solid form (as a powder). The results show that, in general, previous step of reducing the content of chlorophyll (performed by successive contacts with hexane, dichloromethane or with supercritical CO2) was not advantageous due to the high amount of solvent used in relation to amounts of extracts. In these experiments, the highest concentration of oleuropein, 1.88 % was detected in the procedure in which the micronized leaves were previously soaked with ethanol and cleaned with supercritical CO2 and then placed in contact with the mixture of ethanol and water in the proportion 1:1, using ultrasound combined with mechanical agitation as extraction method. In the last experiments of the work, the addition of organic acids (citric or acetic acid) together with hydroalcoholic solvents (different water contents) in the extraction of oleuropein in ultrasound was studied, using samples that have not previously been treated for removal of chlorophyll. The combination of acetic acid to the ethanolic solution containing 30 % of water resulted in an extract with 2.17 % of oleuropein, with only one contact to the solvent. When three contacts were used, under the same conditions, the oleuropein content increased to 4.8 %, larger than some values found in the literature, using the same extraction method, indicating that the process can be further optimized using simple techniques and solvents that do not harm the environment.

O minério limonítico de níquel é considerado uma fonte de níquel e cobalto a partir de mineração. No entanto, o minério é heterogêneo e a concentração dos metais varia conforme a localização. Sendo assim, é necessário o desenvolvimento de uma metodologia que permita determinar os parâmetros de operação de um processo de separação de metais levando em consideração a composição de cada minério. No processo hidrometalúrgico, diversas técnicas de purificação ou separação dos metais podem ser usadas. O presente trabalho estudou o uso da extração por solventes para tratar o licor baseado no lixiviado de minério limonítico de níquel. No processo de extração por solventes foram determinados os parâmetros de extração dos metais como: pH, concentração do extratante na fase orgânica e diluído em querosene, relação entre as fases aquosa e orgânica (A/O) e número de contatos contracorrente teóricos para extração do metal. A extração de 100% do ferro utilizando Cyanex 272 foi determinada em pH 2, concentração do extratante 25% em volume diluído em querosene, relação A/O 1/3 e três contatos contracorrente. Durante a extração do ferro também houve coextração de 27% do cobalto. Foi possível recuperar o cobre da solução através da extração utilizando Acorga M5640 em pH 2, concentração do extratante na fase orgânica igual 5% v/v, relação entre as fases 1/1 e um contato contracorrente. O alumínio e o zinco foram extraídos em pH 3,5, utilizado Cyanex 272 como extratante na concentração 25% em volume, relação A/O 1/2 e dois contatos contracorrente. A fim de obter uma solução aquosa contendo apenas níquel em solução, a última etapa foi a remoção dos metais remanescentes na solução (cobalto, cromo, magnésio e manganês) utilizando Cyanex 272. O pH para essa extração foi 5, a concentração do extratante 20% v/v, relação entre as fases 1/1 e cinco contatos contracorrente. Ao final, foi possível obter uma solução aquosa contendo níquel em solução na concentração 2,52g/L, o que corresponde a 100% do níquel presente na solução sintética. Além do níquel, 0,19 g/L de magnésio e 0,008g/L de cromo permaneceram na solução final. / Nickel limonite ore is a source of nickel and cobalt. However, the ore is heterogeneous and concentration changes according the location of the ore. Therefore, determination of the operating parameters is required to separate the metals taking into account the composition of these ores. Hydrometallurgical process is used to treat leach liquor from ores. This work studied the treatment of synthetic solution based on leach liquor of nickel limonite ore by solvent extraction. During the study was determinated the metals extraction parameters as pH, extractant concentration in the organic phase, aqueous and organic ratio (A/O) and number of theoretical extraction stages. The extraction of iron was 100% using Cyanex 272 at pH 2, extractant concentration 25% (v/v) and three extraction stages at an A/O ratio 1/3. Nevertheless, during the extraction of iron, cobalt was co-extracted. The cobalt lost was 27% at the parameters used to extract. It was possible to recover copper from the synthetic solution using Acorga M5640 as extractant at pH 2, extractant concentration 5% v/v, one extraction stage and an A/O ratio 1/1. Aluminium and zinc were removed from synthetic solution at pH 3.5, organic phase with 25% v/v of Cyanex 272 and two extraction stages at an A/O ratio 1/2. The last part of work was removed cobalt, chromium, magnesium and manganese from the aqueous solution. The reason is staying just nickel in the final solution. Cyanex 272 at pH 5 and 20% v/v concentration was used and five extraction stages and an A/O ratio 1/1 was necessary to extract the metals. The finally solution was composed by 2.52g/L of nickel, corresponding 100% of nickel from synthetic leach liquor of nickel limonite ore. In addition, 0.19g/L of magnesium and 0.008g/L of chromium staying at solution.

The thesis is focused on a determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contained in dried pelletized sewage sludge and pelletized biochar. Biochars were made in mild conditions by microwave torrefaction of prepared sewage sludge. There were analyzed and quantified the 34 of standardized PAHs compounds in two series. The first serie, also called “Sada 1”, has been aimed at comparison of extraction methods for the chosen sample of sewage sludge and the sample of biochar. In serie “Sada 1”, there were compared efficiencies of chosen type of solvent or solvent mixture by comparison of yields for 34 standardized analytes in a sample of biochar and a sample of sewage sludge. There were compared also to total yields of PAHs and to number of quantified compounds in analyzed samples. The most reliable extraction method has been used for the next analyses of samples in the second serie called “Sada 2”. In Sada 2, there were compared different samples of the same type (e.g. biochar, sludge). The origin of sewage sludge (small or big sewage treatment plant expressed as PE) and used additives (cellulose, chaff, hay) as modificators for torrefaction process were variables for different type of sample. The results of analysis were identification of the most suitable sewage sludge and additive to be used as modificator for microwave torrefaction process. The main goal of correctly chosen sludge and additive was to minimize production of PAH’s during torrefaction and in samples of biochar.

Le comportement des actinides dans l’environnement (site miniers, sites de stockagedes déchets et sites contaminés) dépend de l’interaction de ces éléments avec des ligandsprésents dans les différents milieux (air, sol, eaux superficielles et souterraines). Lesinteractions des actinides avec des ligands organiques polyfonctionnels peuvent piéger ceséléments ou au contraire favoriser leur migration.Dans ce travail, le comportement d’actinides aux degrés d’oxydation III, V et VI ensolution aqueuse a été étudié en présence de deux ligands polyaminocarboxyliques : l’acidenitrilotriacétique (NTA) et l’acide iminodiacétique (IDA).L’étude de la complexation du protactinium pentavalent par NTA et IDA a été conduiteselon une double approche : une étude thermodynamique réalisée par extraction par solvant,avec le protactinium à l’échelle des traces (C233Pa < 10-10 M) et une étude structurale, avecle protactinium en quantité pondérable (C231Pa ≈ 10-3 M), réalisée par Spectroscopied’Absorption des rayons X (SAX) et complétée par des calculs de chimie quantique.Les variations du coefficient de distribution de Pa(V) dans le systèmeTTA/Toluène/ HClO4 / NaClO4 /Pa(V)/ligand en fonction de la concentration de ligands àplusieurs températures et/ou acidités ont permis de déterminer la stœchiométrie maximale et lacharge moyenne des complexes Pa(V)-NTA et Pa(V)-IDA ainsi que les constantes de formationassociées à chaque espèce. Une stœchiométrie maximale de 2 a été observée pour les deuxsystèmes. Pour le système Pa-NTA, les deux complexes successifs prédominants dans la phaseaqueuse sont une espèce neutre PaO(NTA) pour le complexe (1:1) et une espèce de charge -3pour le complexe (1:2) qui pourrait correspondre à PaO(NTA) -:R. Une étude complémentairepar Electrophorèse Capillaire couplé à un spectromètre de masse (EC-ICP-MS) a permis deconfirmer la charge (-3) du complexe Pa − (NTA)-. Pour le système Pa-IDA, les résultats ontmontré la formation successive de deux complexes positifs PaO(IDA)3+ et PaO(IDA)+2.Lagéométrie de coordination et les distances interatomiques des complexes de stœchiométriemaximale ont été déterminés à partir de calculs DFT ou de dynamique moléculaire.L’étude de la complexation d’actinides trivalents (Am et Cf) et hexavalents (Np et Pu)par IDA a été réalisée par EC-ICP-MS. Les variations de la mobilité électrophorétique globaleen fonction de la concentration en IDA-R ont permis de déterminer les constantes de formationdes actinides avec IDA. Les constantes de formation des complexes de stœchiométrie (1:1)sont rapportées pour Am (III) et Cf (III). Concernant les complexes Np (VI) et Pu (VI) avecl'acide iminodiacétique, les constantes de formation des complexes de stœchiométriques (1:1)et (1:2) ont été déterminées. / The behaviour of actinides in the environment (in the surroundings of uranium miningsites, waste storage or contaminated sites) depends on the interaction of these elements with theorganic ligands present in these different systems. The interactions of actinides withpolyfunctional organic ligands could trap the element or inversely, favour their migration.In this work, the behaviour of actinides (III, V and VI) in aqueous solution was studied in thepresence of two polyaminocarboxylic ligands: nitrilotriacetic acid (NTA) and iminodiaceticacid (IDA).The study of the complexation of pentavalent protactinium by NTA and IDA was conductedaccording to a dual approach. A thermodynamic study carried out by liquid-liquid extraction inthe system TTA/Toluene/HClO4/NaClO4/Pa(V)/ligand, with protactinium at tracer scale (C233Pa< 10−10 M), has been implemented in order to determine the stoichiometry, the mean charge ofcomplexes and the associated formation constants. A structural approach with protactiniumin weighable quantity (C231Pa≈ 10−3 M) was conducted in order to determine the coordination geometry of complexes and interatomic distances.The variations of the distribution coefficient D of Pa(V) as a function of nitrilotriacetateconcentration enabled to determine that the maximum stoichiometry for the Pa-NTA and Pa-IDA systems is 2. For the Pa-NTA system, the two successive complexes predominant in theaqueous phase are a neutral species for (1:1) complex PaO(NTA) and charge -3 for the (1:2)which may correspond to PaO(NTA) -:R. In addition, Capillary Electrophoresis InductivelyCoupled Plasma Mass Spectrometry experiments have been performed to confirm the charge (-3) for the maximum stoichiometry complex. For the Pa-IDA system, the results have shownthe successive formation of two positive complexes PaO(IDA)3+ and PaO(IDA)+2. Optimized structures of Pa-NTA and Pa-IDA complexes were established using DFT or molecular dynamics calculations.The complexation of trivalent (Am and Cf) and hexavalent (Np and Pu) actinides with IDA was performed by Capillary Electrophoresis coupled with Inductively Coupled Mass Spectrometry(CE-ICP-MS). The variations of overall electrophoresis mobility of actinides species as function of CIDA2 allow the determination of the formation constants of actinides IDAcomplexes. The formation constants of complexes with (1:1) stoichiometry are reported forAm(III) and Cf(III). Concerning the complexes Np(VI) and Pu(VI) with iminodiacetic acid,formation constants of (1:1) and (1:2) stoichiometry complexes were determined

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

Die Frage der Weiterverarbeitung von industriell anfallenden wertmetallhaltigen Reststoffen gewinnt einen immer höheren Stellenwert. Die Untersuchungen dieser Arbeit befassen sich mit einem titanhaltigen Rückstand der Pigmentindustrie. Zur Aufbereitung wurde ein hydrometallurgischer Prozess zur Entfernung von Störelementen und zur gleichzeitigen Anreicherung von Titan entwickelt. Eine gezielte Abtrennung von Titan bezüglich der Elemente Eisen und Vanadium kann mittels Solventextraktion durch das Extraktionsmittel DEHPA (Di-(2-ethylhexyl)phosphorsäure) erfolgen. Durch Extraktionsversuche zeigt sich, dass Titan bevorzugt extrahiert werden kann und es wird der ideale Arbeitspunkt für die Extraktion von Titan erarbeitet. Dabei zeigt sich, dass acht DEHPA-Moleküle für eine vollständige Extraktion von Titan nötig sind. Weiterhin wurden spektroskopische Messungen mittels GALDI-MS und NMR-Spektroskopie bezüglich des Vorliegens von Titan mit DEHPA durchgeführt. In der organischen Phase kommt es hauptsächlich zum Vorliegen von [Ti]4+ und [Ti2O2]4+. Weiterhin kommt es zu einer gleichartigen Anordnung von acht DEHPA-Molekülen. Die Arbeit liefert nicht nur einen Mehrwert für das Verständnis der Komplexierung von Titan durch DEHPA, sondern stellt aufgrund der gewählten Parameter einen direkten Bezug zum entwickelten Aufbereitungsprozess dar.