فهرست مطالب

نشریه علوم و مهندسی جداسازی
سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 25، بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/07/07
  • تعداد عناوین: 9
|
  • زهره خلیفات، مرتضی زیودار*، رهبر رحیمی صفحات 1-16
    جداکننده های گرانشی چند فازی یکی از پرکاربردترین تجهیزات برای جدایش فازهای غیر قابل امتزاج در صنایع مختلف به شمار می روند. در این کار به بهبود عملکرد یک جداکننده گرانشی سه فازی صنعتی دارای بوت، با هدف رفع مشکلاتی که از عیب یابی فرایند جدایش در این جداکننده بدست آمده، پرداخته شده است. بدین منظور، اثر تعویض هدایت کننده در ورودی (نوع پره دار به جای ورودی زاویه دار)، نصب بافل در میانه و نم گیر در انتهای جدا کننده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که با استفاده از طراحی جدید، عملکرد جداکننده بهبود یافته، به طوری که میزان مایع در گاز خروجی% 8/83 نسبت به طراحی کنونی در صنعت کاهش یافته است. این طراحی در بهبود رفتار جریان در ناحیه ورودی، بهبود توزیع اندازه قطرات در خروجی و همچنین در جلوگیری از کاهش چشمگیر عملکرد جداکننده هنگام افزایش دبی، که از مشکلات مربوط به عیب یابی فرایند جدایش بوده اند، نیز موفق عمل کرده است.
    کلیدواژگان: جداکننده صنعتی دارای بوت، تجهیزات درونی، هدایت کننده ورودی، بافل، نم گیر
  • رضا سیدآبادی، بهاره بیدار، محمدرضا سردشتی بیرجندی، فرهاد شهرکی* صفحات 17-36

    هدف از این پژوهش ارایه یک سیکل فرآیندی جدید بر پایه یک مرحله پیش فشار زنی به منظور بهبود عملکرد فرآیند جداسازی مرکاپتان از جریان گاز طبیعی در شرکت گاز پارس جنوبی است. شبیه سازی فرآیند جداسازی بر پایه جذب سطحی به روش تناوب فشار- دما (PTSA) با استفاده از نرم افزار Aspen Adsorption انجام گردید. نتایج نشان داد که استفاده از این سیکل بهبود یافته سبب کاهش توان مصرفی کمپرسور به میزان 83/%36 نسبت به سیکل فعلی گردید. همچنین با افزایش دبی خوراک ورودی و دمای مرحله گرمایش دوم در هر دو سیکل میزان بهره جداسازی مرکاپتان ها افزایش داده شد. بدین صورت که بیشترین بهره جداسازی (7/7 %) در دبی kmol/hr 3/2 و به میزان (9/7 %) در دمای °C298 حاصل گردید. لذا نتایج نشان داد که تاثیر دما در افزایش بهره جداسازی بیشتر از افزایش دبی ورودی است.چکیده هدف از این پژوهش ارایه یک سیکل فرآیندی جدید بر پایه یک مرحله پیش فشار زنی به منظور بهبود عملکرد فرآیند جداسازی مرکاپتان از جریان گاز طبیعی در شرکت گاز پارس جنوبی است. شبیه سازی فرآیند جداسازی بر پایه جذب سطحی به روش تناوب فشار- دما (PTSA) با استفاده از نرم افزار Aspen Adsorption انجام گردید. نتایج نشان داد که استفاده از این سیکل بهبود یافته سبب کاهش توان مصرفی کمپرسور به میزان 83/%36 نسبت به سیکل فعلی گردید. همچنین نتایج شبیه سازی نشان داد که افزایش دبی خوراک ورودی و دمای مرحله گرمایش دوم در هر دو سیکل سبب افزایش میزان بهره جداسازی مرکاپتان ها شده است.

    کلیدواژگان: فرآیند مرکاپتان زدایی، جذب سطحی تناوب دما - فشار، سیکل فرآیندی بهبود یافته، نرم افزار Aspen Adsorption
  • سمیرا میس نصیری مقدم، علی محبی*، محسن کریمی، محمدرضا یار احمدی صفحات 37-56

    فلوتاسیون ستونی بعنوان یک روش با عملکرد بالاتر متالوژیکی در مقایسه با سلولهای مکانیکی معمولی برای فرآوری مواد معدنی انتخاب مناسب تری می باشد. در این مطالعه به کمک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)، شبیه سازی سه بعدی ناپایدار و بصورت دوفازی (پالپ و گاز) همراه با اندازه گیری های آزمایشگاهی برای محاسبه ثابت نرخ فلوتاسیون (K) در یک سلول فلوتاسیون ستونی آزمایشگاهی با خوراک صنعتی مجتمع مس سرچشمه انجام شد. برای بررسی اثر اندازه حباب بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون از مدل موازنه جمعیت (PBM) استفاده گردید. شبیه سازی ها براساس روش اولرین-اولرین و مدل توربالنت k-ε انجام شده است. برای اعمال مقادیر موضعی جریان در مدل سینیتیکی ثابت نرخ فلوتاسیون، از توابع مختلفی نوشته شده توسط کاربر (UDFs) استفاده شده است. نتایج شبیه سازی با مقایسه با داده های آزمایشگاهی اعتبارسنجی شد. تاثیر نیروهای سطحی (لیفت و جرم مجازی) بر تخمین ثابت نرخ فلوتاسیون ارزیابی شده است. اثر دانسیته پالپ بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون مورد مطالعه قرار گرفته است که نتایج بدست آمده نشان می دهد افزایش غلظت پالپ باعث کاهش ثابت نرخ فلوتاسیون می شود. همچنین تاثیر سرعت ظاهری گاز بر روی ماندگی گاز و شار سطحی حباب نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. مقایسه نتایج شبیه سازی و داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که اثر توزیع اندازه حباب بر روی ثابت نرخ فلوتاسیون پیش بینی شده ناچیز است.

    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، سلول فلوتاسیون ستونی، روش اولرین-اولرین، ثابت نرخ فلوتاسیون، مدل موازنه جمعیت
  • مژده کربلایی، شهلا شهریاری*، غلامرضا پازوکی صفحات 57-70

    در این تحقیق توزیع پذیری اسیدهای آمینه گلایسین و آرژنین به منظور جداسازی این مولکول های زیستی ها در سامانه های دو فازی آبی اندازه گیری و مطالعه شد. سامانه های دو فازی آبی مورد مطالعه بر پایه پلیمر- نمک شامل پلی اتیلن گلیکول با وزن های مولکولی 8000 و 6000 (دالتون) و دو نمک معدنی تری سدیم سیترات و سولفات سدیم می باشند. ضرایب توزیع پذیری اسیدهای آمینه در سه دمای مختلف 298 ،303 و 308 کلوین اندازه گیری شدند. تاثیر درصدهای مختلف وزنی نمک ، پلیمر، دما و خط رابط بر مقدار توزیع پذیری گلایسین و آرژنین در فشار محیط بررسی شدند. نتایج نشان داد که ضرایب توزیع پذیری گلایسین و آرژنین با افزایش درصد وزنی نمک و افزایش درصد وزنی پلیمر کاهش می یابد. همچنین با افزایش طول خط رابط توزیع پذیری اسیدهای امینه کاهش داشته است. نتایج نشان داد که گلایسین در سامانه دوفازی آبی شامل 10 درصد وزنی سولفات سدیم و 15 درصد وزنی پلی اتیلن گلیکول (وزن مولکولی 8000 دالتون) در دمای 308 درجه کلوین دارای بیشترین ضریب توزیع پذیری (101/0 ± 013/2) در فاز بالا میباشد. همچنین آرژنین در سامانه دوفازی آبی شامل 14 درصد وزنی تری سیترات سدیم و 25 درصد وزنی پلی اتیلن گلیکول (وزن مولکولی 6000 دالتون) در دمای 308 درجه کلوین دارای بهترین ضریب توزیع پذیری (005/0 ± 059/0) در فاز پایین میباشد.

    کلیدواژگان: توزیع پذیری، سامانه دو فازی آبی، پلی اتیلن گلیکول، گلایسین، آرژنین
  • فاطمه گل آقایی، علیرضا محدثی*، سید احمد عطایی، محمدعلی کریمی، معصومه ترابی پاریزی صفحات 71-84

    یک فرایند هیدرومتالورژیکی چند مرحله ای جدید برای لیچینگ انتخابی فلزات مس و طلا، از پسماند واحد غبار مجتمع مس سرچشمه در کرمان، ارایه شده است. در این روش مس و آهن به ترتیب به میزان 4/95 و 2/90 درصد به وسیله فرآیند سه مرحله ای با استفاده از اسید سولفوریک در حضور هیدروژن پراکسید، حل شدند. پسماند لیچینگ سه مرحله ای، بوسیله تیواوره اسیدی برای استخراج طلا بکار گرفته شد. برای درک بهتر از چگونگی اثرگذاری عوامل مختلف بر لیچینگ طلا بوسیله تیواوره و بدست آوردن بیشترین میزان استخراج، از طراحی آزمایش با طرح ترکیب مرکزی با روش پاسخ سطح استفاده شد. شرایط بهینه برای لیچینگ طلا عبارتند از: غلظت تیواوره 20 گرم بر لیتر، دما 80 درجه سانتیگراد و زمان 8 ساعت. تحت این شرایط بیشترین میزان استخراج طلا 2/44 درصد می باشد. مدل ریاضی ارایه شده در این تحقیق برای لیچینگ طلا با تیواوره، 11/92 درصد با داده های تجربی مطابقت داشته است.

    کلیدواژگان: طلا، مس، تیواوره اسیدی، روش پاسخ سطح، لیچینگ چندمرحله ای
  • ابراهیم الله کرمی، بهرام رضایی* صفحات 85-93

    در این پژوهش، استخراج حلالی نیودیمیوم از واسطه اسید نیتریک با استفاده از مخلوط دپا (دی (2-اتیل-هگزیل) فسفریک اسید) و سیانکس 301 (بیس (4،4،2-تری متیل پنتیل) دی تیو فسفینیک اسید) بررسی شد. اثر پارامترهای عملیاتی از قبیل زمان تماس، pH، غلظت یون نیترات، غلظت استخراج کننده ها و دما بر استخراج نیودیمیوم بررسی شد. همچنین، تاثیر اسیدهای مختلف بر استریپینگ فاز آلی بررسی شد. نتایج نشان داد که افزودن سیانکس 301 به دپا منجر به افزایش کارایی استخراج دپا خواهد شد. بهترین ضریب هم افزایی برای استخراج نیودیمیوم در بخش مولی 3/0 از سیانکس 301 در مخلوط استخراج کننده ها برابر با 3/9 بدست آمد. تاثیر pH تعادلی بر ضریب توزیع نیودیمیوم نشان داد که دو مول H+ در طی استخراج نیودیمیوم با مخلوط استخراج کننده ها آزاد می شود. تغییر غلظت هر کدام از استخراج کننده ها در غلظت ثابتی از استخراج کننده دیگر نشان داد که گونه استخراجی بصورت NdH5A2B6(o) می باشد. در نهایت، مکانیزم استخراج، ثابت تعادل و پارامترهای ترمودینامیکی (H، S و G) فرایند تعیین شد.

    کلیدواژگان: استخراج حلالی، هم افزایی، نئودیمیوم، دپا، سیانکس 301
  • آزاده یاراحمدی، مسعود نصیری زرندی، محمدحسن خانی، علی یداللهی* صفحات 94-107

    در این پژوهش جذب یون های سریم و لانتانیم از محلول های آبی با استفاده از رزین آمبرلیت XAD-7 آغشته به استخراج کننده ی بیس (2، 4، 4- تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید (سیانکس-272) در سیستم ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. مشخصه یابی رزین تهیه شده، با استفاده از تکنیک های آنالیز تبدیل فوریه ی زیر قرمز (FTIR) و میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) به انجام رسید. اثر پارامترهای عملیاتی چون pH محلول، زمان تماس محلول با رزین، دمای فرایند و غلظت اولیه ی محلول یون های فلزی بر فرایند جذب سریم و لانتانیم از محلول های آبی بررسی شد. نتیجه ی بررسی ها نشان داد که با افزایش pH محلول، میزان جذب سریم و لانتانیم افزایش یافته و جذب بیشینه در 6 pH رخ می دهد. از سه مدل ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ و تمکین برای توصیف داده های تعادلی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که داده های تجربی جذب سریم و لانتانیم با ایزوترم لانگمویر بهتر برازش می شوند (0.999=R2(Ce)=0.998، R2(La)). بیشینه ظرفیت رزین برای جذب یون های سریم و لانتانیم به ترتیب برابر با 11.17 و 6.48 میلی گرم بر گرم به دست آمد. مطالعه ی سینتیک فرایند جذب با استفاده از سه مدل: شبه مرتبه ی اول، شبه مرتبه ی دوم و نفوذ درون ذره ای نشان داد که داده های سینتیکی جذب سریم و لانتانیم، با معادله ی سرعت شبه مرتبه ی دوم بهتر برازش شدند (0.985=R2(Ce)=0.966، R2(La)). بررسی پارامترهای ترمودینامیکی تغییرات آنتالپی (ΔH)، تغییرات انرژی آزاد گیبس (ΔG) و تغییرات آنتروپی (ΔS) برای فرایند جذب در دماهای مختلف صورت گرفت. مقادیر مثبت تغییرات آنتالپی و مقادیر منفی تغییرات انرژی آزاد گیبس نشان داد که فرایند جذب سریم و لانتانیم گرماگیر و خودبه خودی است.

    کلیدواژگان: سریم، لانتانیم، رزین آغشته به سیانکس-272، آمبرلیت XAD-7، ایزوترم جذب
  • مجید محدثی*، عماد عابدینی، مریم مهدی پناه صفحات 108-123
    در این مطالعه، حذف اکسیژن خواهی شیمیایی از پساب کارخانه نساجی و رنگرزی شهرک صنعتی جی با استفاده از فرآیند UV/H2O2 در حضور کاتالیستهای تیتانیوم دی اکسید و یون آهن (II) بررسی شد. آزمایشها بوسیله فرآیند اکسیداسیون پیشرفته در حضور و بدون حضور نور UV صورت گرفت. اثر متغیرهای عملیاتی زمان (30، 90 و 150min)، توان لامپ UV (0، 15 و 30W)، غلظت هیدروژن پراکسید (100، 500 و 900mg/L)، غلظت کاتالیست (برای تیتانیوم دی اکسید مقادیر 100، 500 و 900mg/L و برای یون آهن (II) مقادیر 10، 50 و 90mg/L) در 3= pH بر روی کاهش میزان اکسیژن خواهی شیمیایی پساب نساجی بررسی شد. کلیه آزمایشها در یک راکتور شیشه ای در دمای 25C و بر روی همزن مغناطیسی با سرعت مناسب انجام شده است و با استفاده از روش طراحی آزمایش باکس بنکن بصورت تصادفی 27 آزمایش (برای هر نوع کاتالیست) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که در فرآیند +UV/H2O2/Fe2، در زمان 138min، توان لامپ فرابنفش 30W، غلظت هیدروژن پراکسید 677mg/L و غلظت یون آهن 50mg/L بیشترین میزان حذف اکسیژن خواهی شیمیایی برابر 90.20 % حاصل شد. در حالیکه در فرآیند UV/H2O2/TiO2 بیشترین میزان حذف اکسیژن خواهی شیمیایی حدود 100 % و در زمان 148min، توان لامپ فرابنفش 30W، غلظت هیدروژن پراکسید 710mg/L و غلظت تیتانیوم دی اکسید 593mg/L بدست آمد.
    کلیدواژگان: فرآیند اکسیداسیون پیشرفته، تصفیه پساب، صنایع نساجی، اکسیژن خواهی شیمیایی
  • حسین مسیبی، محمود عبدالهی*، محمدرضا خالصی صفحات 124-131

    در فرایند هیدرومتالورژی روی، بسیاری از ناخالصی ها از جمله نیکل، کبالت و کادمیم حذف می شوند ولی منیزیم تا مرحله الکترووینینگ باقی می ماند و در طول فرآیند، غلظت آن افزایش می یابد. هدف این تحقیق، کاهش غلظت منیزیم در محلول لیچینگ حاوی روی است. آنالیز XRD نشان داد که نمونه اکسیدی روی حاوی کانی های اصلی اسمیت زونیت و همی مورفیت و کانی های باطله دولومیت و کلسیت می باشد که عیار روی و منیزیم به ترتیب %8.27 و %8.15 است. در این پژوهش برای رساندن منیزیم به حد مجاز، پس از لیچینگ اسیدی از روش ترسیب قلیایی روی استفاده شد. در لیچینگ اسیدی عوامل موثری از جمله pH، دما، درصد جامد و زمان لیچینگ برای دستیابی به حداکثر بازیابی روی و در ترسیب قلیایی روی عوامل موثری نظیر pH، دما و زمان ماند با هدف ترسیب کامل سولفات روی قلیایی و باقی ماندن منیزیم در محلول مورد بررسی قرار گرفت. بازیابی روی در یک مرحله لیچینگ در شرایط 2=pH، دمای 60 درجه سانتی گراد، درصد جامد %10 و زمان لیچینگ 120 دقیقه، به %70.81 رسید. پسماند حاصل از لیچ مرحله اول، مجددا در3=pH در همان دما طی مدت زمان 60 دقیقه مورد لیچینگ قرار گرفت که در مجموع بازیابی نهایی روی به 86.32 درصد افزایش یافت. در شرایط بهینه دمای 90 درجه سانتی گراد، 7-6.5=pH میزان بازیابی روی در ترسیب %99.90 به دست آمد در حالیکه میزان ترسیب منیزیم %3.6 بود. پس از انحلال مجدد سولفات روی قلیایی به منظور الکترووینینگ میزان منیزیم موجود در محلول بهg/l 1.3 کاهش یافت که بسیار کمتر از حد مجاز منیزیم(g/l 10-15) می باشد

    کلیدواژگان: حذف منیزیم، بازیابی روی، لیچینگ اسیدی، ترسیب قلیایی روی
|
  • Zohreh Khalifat, Mortaza Zivdar *, Rahbar Rahimi Pages 1-16
    Multi-phase gravity separators are one of the most useful equipment used to separate immiscible phases in different industries. Debottlenecking of the separation process was investigated in this study, to improve the performance of an industrial three-phase boot separator. So, the effect of altering the inlet diverter (replacing the slopped inlet diverter with a vane inlet diverter), placing a baffle at the middle, and placing a mist extractor at the end of the separator, were considered. Results of this research showed that by using the new design, the performance of the separator improved so that the liquid amount at the gas outlet decreased by 83.8% compared to the current design of the industrial separator. This new design was successful in improving the flow behavior at the inlet zone, improving the droplet size distribution at the outlet zone, and preventing the impressive decrease of the separator performance while increasing the inlet flow rate.
    Keywords: Industrial boot separator, Internals, Inlet diverter, Baffle, Mist extractor
  • Reza Seyyed Abadi, Bahareh Bidar, Mohammad Reza Sardashti Birjandi Pages 17-36

    The purpose of the study is to present a new process cycle based on a pre-pressure stage to improve the performance of the mercaptan removal process from the natural gas in South Pars Gas Company. The separation process was simulated based on Pressure-temperature swing adsorption (PTSA) method using Aspen Adsorption software. Results showed that consumption power of compressor has been decressed by 36.83% using improved cycle. Moreover, the amount of separation capacity of mercaptans has been gained by increasing the inlet feed flow rate and the second heating stage temperature in both cycles. The maximum separation capacity was obtained by 7.7% at the feed flow rate of 2.3 kmol/hr and by 7.9% at the temperature of 298°C. The results demonstrated that the effect of temperature on separation capacity is greater than the inlet feed flow rate.The maximum separation capacity was obtained by 7.7% at the feed flow rate of 2.3 kmol/hr and by 7.9% at the temperature of 298°C. The results demonstrated that the effect of temperature on separation capacity is greater than the inlet feed flow rate.

    Keywords: Mercaptan removal process, Adsorption of temperature-pressure rotation, Improved process cycle, Aspen Adsorption Software
  • Samiramis Nasirimoghaddam, Ali Mohebbi *, Mohsen Karimi, Mohammad Reza Yarahmadi Pages 37-56

    Column flotation, as a method with higher metallurgical performance is a better choice compared to the conventional mechanical cells for mineral processing. In this study, a 3D unsteady and two-phase flow computational fluid dynamics (CFD) simulation accompanied by experimental measurements was performed to calculate the flotation rate constant in a laboratory column flotation cell with a real ore feed at Sarcheshmeh Copper Complex. The population balance model (PBM) was applied to investigate the effect of bubble size on the flotation rate constant. The simulations were based on the Eulerian-Eulerian method and the k-ε dispersed turbulence model. To apply the local flow values to the kinetic model of flotation rate constant, different user-defined functions (UDFs) were applied. The flotation rate constants in the column flotation were predicted at different superficial gas velocities and particle sizes. CFD results were validated by comparison with the experimental data. The interfacial forces (lift and virtual mass) effect on the flotation rate constants’ prediction was assessed. The pulp density effect on the flotation rate constant was studied, indicating that increasing pulp concentration decreases the flotation rate constant. The superficial gas velocity effect on the gas holdup and bubble surface area flux was studied as well. Comparing simulation results and the experimental data reveals that the bubble size distribution effect on the predicted flotation rate constant is negligible.

    Keywords: Computational fluid dynamics, Column flotation cell, Eulerian-Eulerian approach, Flotation rate constant, Population balance model
  • Mozhdeh Karbalaee, Shahla Shahriari *, Gholamreza Pazuki Pages 57-70

    In this study, the partitioning of glycine and arginine in aqueous two-phase systems (ATPSs) was measured. The aqueous two-phase systems containing polyethylene glycol with molecular weights of 8000 and 6000 (Da) and trisodium citrate and sodium sulfate were investigated. These systems have been studied at three different temperatures of 298, 303, and 308 K. The effect of different weight percentages of salt, the weight percentages of polymer, and temperature on the partitioning of glycine and arginine at ambient pressure was investigated. The results showed that the partition coefficients of glycine and arginine decreased with an increasing weight percentage of salt and polymer. Also, as the tie line length increases, the partitioning of amino acids decreases. The results showed that glycine in ATPS containing sodium sulfate (10 wt%) and polyethylene glycol (15 wt%, molecular weight 8000 Da) at 308 K has the highest partition coefficient in the top phase (2.013 ±0.101). Also, arginine in ATPS containing sodium triscitrate (14 wt%) and polyethylene glycol (25 wt%, molecular weight 6000 Da) at 308 K has the best partition coefficient (0.059 ± 0.005) in the bottom phase.

    Keywords: Partitioning, Aqueous two-phase system, Polyethylene Glycol, Glycine, Arginine
  • Fatemeh Golaghaei, Alireza Mohadesi *, Ahmad Ataei, Mohammad Ali Karimi, Maasoumeh Torabi Pages 71-84

    This paper presents a novel multistage hydrometallurgical process for copper and gold leaching from Sarcheshmeh Copper Complex (in Kerman, Iran) dust unit residue. To this end, 95.4% of copper and 90.2% of iron were leached in a three-step process using sulfuric acid in the presence of hydrogen peroxide, as the pretreatment. The solid residue from sulfuric acid pretreatment was applied to extract gold into the solution using acidic Thiourea leaching. To better understand the influence of different parameters on gold leaching using Thiourea and to reach maximum extraction, central composite design (CCD) was used through response surface methodology (RSM). The optimum conditions for gold leaching are as follows: Thiourea concentration = 20 g/L; temperature of leaching = 80 ˚C; and leaching time = 8 h. Under these conditions, the experimental leaching efficiency of gold was 44.2%. The presented mathematical model in the current study well explained the experimental data with the correlation coefficient value of 92.11% (R^2).

    Keywords: Gold, copper, Acidic Thiourea, Response surface methodology, Multistage Leaching
  • Ebrahim Allahkarami, Bahram Rezaei * Pages 85-93

    In this research, solvent extraction of neodymium from nitric acid media using D2EHPA and Cyanex 301 was investigated. Different parameters affecting on the extraction of neodymium such as contact time, pH, nitrate ion, extractant concentration and temperature were studied. The effect of various acids on the stripping of organic phase was also investigated. Results indicated that the addition of Cyanex 301 to D2EHPA in the organic phase will be improved the extraction efficiency of D2EHPA. The best synergistic enhancement factor was obtained 9.3 in the fraction mole of 0.3 for Cyanex 301. The effect of equilibrium pH on the distribution ratio of neodymium showed that two moles of H+ were released during the extraction process. The variation of extractant concentration on the extraction of neodymium at fixed concentration of other extractant indicated that the extracted complex was as NdH5A2B6(o). Finally, extraction mechanism, equilibrium constant, and thermodynamic parameters (H, S, and G) of extraction process were investigated.

    Keywords: Solvent extraction, Synergism, Neodymium, D2EHPA, Cyanex 301
  • Azadeh Yarahmadi, Masoud Nasiri Zarandi, Mohammad Hassan Khani, Ali Yadollahi * Pages 94-107

    In this study, the adsorption of cerium and lanthanum ions from aqueous solutions was investigated using Amberlite XAD-7 resin impregnated with bis (2,4,4–trimethylpentyl) phosphinic acid (Cyanex-272) in the batch system. The characterization of provided resin was performed by SEM and FTIR analysis. The effect of important parameters such as pH, contact time, temperature and initial concentration of metal ions in the solution on the adsorption process of cerium and lanthanum from aqueous solution were investigated. The results showed that with increasing the pH of solution, the adsorption of cerium and lanthanum increased and the maximum adsorption occurred at pH=6. Langmuir, Freundlich and Temkin isotherm models were applied to describe the equilibrium data. The results showed the agreement of the experimental data for Ce and La elements with Langmuir isotherm (R2 (Ce) =0.999, R2 (La) =0.998). The maximum adsorption capacity of resin for cerium and lanthanum was 11.17 and 6.48 mg.g-1, respectively. The kinetic study was performed using pseudo-first order, the pseudo-second order and intraparticle diffusion models. According to the results, kinetic data for Ce and La adsorption were fitted well to a pseudo-second-order rate equation (R2 (Ce) =0.966, R2 (La) =0.985). The thermodynamic parameters of the adsorption process such as standard enthalpy (ΔH°), Gibbs free energy (ΔG°) and entropy (ΔS°) were studied at different temperatures. The positive value of enthalpy and negative value of Gibbs free energy indicates that the cerium and lanthanum adsorption reaction is spontaneous and endothermic.

    Keywords: Cerium, Lanthanum, Cyanex-272 impregnated resin, Amberlit XAD-7, Adsorption isotherm
  • Majid Mohadesi *, Emad Abedini, Maryam Mahdipanah Pages 108-123
    In this study, the removal of chemical oxygen demand in the wastewater of the textile and dyeing plant of Jey Industrial Zone using UV/H2O2 process in the presence of titanium dioxide and iron ion (II) catalysts was investigated. The experiments were performed by an advanced oxidation process in the presence and or absence of UV light. The effect of operating variables such as time (30, 90 and 150 min), UV lamp power (0, 15 and 30W), hydrogen peroxide concentration (100, 500 and 900mg/L), and catalyst concentration (values for titanium dioxide of 100, 500 and 900mg/L and for iron ion (II) of 10, 50 and 90mg/L) at pH=3 were investigated on the reduction of chemical oxygen demand of textile wastewater. All experiments were performed in a glass reactor at a temperature of 25 °C and on a magnetic stirrer at a suitable speed, and 27 experiments (for each type of catalyst) were randomly tested using the Box-Behnken design method. The results show that in the UV/H2O2/Fe2+ process, at time of 138min, the UV lamp power of 30W, the concentration of hydrogen peroxide of 677mg/L, and the concentration of iron ion of 50mg/L, the maximum rate of removal of chemical oxygen demand was equal to 90.20%. While in the UV/H2O2/TiO2 process, the highest rate of chemical oxygen demand removal was about 100% in time of 148min, the UV lamp power of 30W, the concentration of hydrogen peroxide of 710mg/L, and the concentration of titanium dioxide of 593mg/L.
    Keywords: Advanced oxidation process, wastewater treatment, Textile industry, Chemical oxygen demand
  • Hossein Mosayebi, Mohammad Reza Khalesi Pages 124-131

    In the process of zinc hydrometallurgy, many impurities such as nickel, cobalt, and cadmium, are removed, but magnesium remains with zinc in the electrowinning stage and its concentration increases during the process. The aim of this study is to reduce the concentration of magnesium in zinc leaching solution. XRD analysis showed that the prepared zinc oxidised sample contains smithsonite and hemimorphite as valuable minerals and dolomite and calcite as tailings. The sample contains 8.27% zinc and 8.15% magnesium. Here, alkaline zinc sulfate precipitation was carried out to bring magnesium to the permissible level in electrowinning solution. In acidic leaching, effective factors such as pH, temperature, solid percent and leaching time optimized to achieve maximum zinc recovery. In alkaline zinc sulfate precipitation, effective factors such as pH, temperature and retention time examined for selective precipitation of alkaline zinc sulfate. Recovery of zinc in one leaching step reached to 70.81% at pH=2, temperature of 60°C, solid percent of 10% and leaching time of 120 minutes. The leach residue was then dissolved at pH=3 for 60 minutes, in which the total recovery of zinc increased to 86.32%. Under optimal conditions of 90°C, pH =6.5-7, zinc recovery was found to be 99.90% in the precipitate, while the amount of magnesium precipitation was 3.6%. After re-dissolution of alkaline zinc sulfate, the amount of magnesium in the solution found to be 1.3 g/l, which was much less than the allowable magnesium level in solution used for electrowinning (10-15 g/l).

    Keywords: Magnesium removal, zinc recovery, acidic leaching, alkaline zinc precipitation