بررسی عملکرد غشاهای نانوفیلتر تجاری در جداسازی انتخابی یون‌های اورانیم (VI) از آهن (III)

مرتضی قاسمی ترک‌آبادی, علیرضا کشتکار, سیدجابر صفدری
2018 مجله علوم و فنون هسته ای  
‫مجله‬ ‫ی‬ ‫هسته‬ ‫فنون‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫ای‬ J. of Nucl Sci. and Tech. 85 ، 9317 ، 44 -55 85, 2018, 44-56 ‫غشاهای‬ ‫عملکرد‬ ‫بررسی‬ ‫نانوف‬ ‫ی‬ ‫لتر‬ ‫یون‬ ‫انتخابی‬ ‫جداسازی‬ ‫در‬ ‫تجاری‬ ‫اورانیم‬ ‫های‬ ( VI ‫از‬ ) ( ‫آهن‬ III ) ‫ترک‬ ‫قاسمی‬ ‫مرتضی‬ ‫كشتکار‬ ‫علیرضا‬ ‫آباد،‬ * ‫صفدری‬ ‫سیدجابر‬ ، ‫پژوهشکده‬ ‫ی‬ ‫و‬ ‫مواد‬ ‫هسته‬ ‫سوخت‬ ‫پژوهشگاه‬ ‫ای،‬ ‫هسته‬ ‫فنون‬ ‫و‬ ‫علوم‬ ‫پستی:‬ ‫صندوق‬ ‫ایران،‬ ‫اتمی‬ ‫انرژی‬ ‫سازمان‬ ‫ای،‬ 4848 -66381 ‫ایران‬ ‫ـ‬ ‫تهران‬ ، ‫چکیده:‬ ‫یون‬ ‫انتخابی‬
more » ... ی‬ ‫برای‬ ( ‫اورانیم‬ ‫های‬ VI ) ( ‫آهن‬ ‫از‬ III ) ( ‫تجاری‬ ‫نانوفیلتر‬ ‫غشای‬ ‫سه‬ ‫عملکرد‬ ، 2 -PES ، 9 -NF ‫و‬ 2 -NF ‫میزان،‬ ‫نظر‬ ‫از‬ ) ‫و‬ ‫عبوری‬ ‫جریان‬ ‫شدت‬ ‫گزینش‬ ‫گری‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫شد.‬ ‫ارزیابی‬ ‫مختلف‬ ‫عملیاتی‬ ‫شرایط‬ ‫تحت‬ pH ‫از‬ 3 ‫تا‬ 5 ‫ضریب‬ ‫و‬ ‫کاهش‬ ‫غشاها‬ ‫از‬ ‫عبوری‬ ‫جریان‬ ‫شدت‬ ، ‫بازداری‬ ‫یون‬ ‫ضریب‬ ‫دارای‬ ‫اورانیم‬ ‫یافت.‬ ‫افزایش‬ ‫ها‬ ‫بازدارش‬ ‫کوچک‬ ‫غشاهای‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫آهن‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫تری‬ 2 -PES ‫و‬ 9 -NF ‫در‬ 4 pH ‫بیشینه‬ ‫ی‬ ‫گزینش‬ ‫گری‬ ‫اورانیم‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫آهن‬ ‫دار‬ ‫را‬ ‫بیشینه‬ ‫اما،‬ ‫ند.‬ ‫ی‬ ‫گزینش‬ ‫گری‬ 2 -NF ‫با‬ ‫برابر‬ 17 / 2 ‫در‬ ‫و‬ 3 pH ‫غشای‬ ‫است.‬ 2 -PES ‫فشار‬ ‫در‬ bar 0 9 ‫دارای‬ ‫بیشینه‬ ‫مقدار‬ % ‫ی‬ 25 / 72 ‫برای‬ ‫بازدار‬ ‫ی‬ ‫مقدارهای‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫آهن‬ ‫بازدار‬ ‫ی‬ ‫برای‬ ‫اورانیم‬ ‫و‬ ‫آهن‬ 9 -NF ‫ترتیب‬ ‫(به‬ ‫بود‬ ‫ثابت‬ ً ‫نسبتا‬ ‫مختلف‬ ‫فشارهای‬ ‫در‬ ‫حدود‬ % 17 % ‫و‬ 84 ‫از‬ ‫فشار‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ .) 5 ‫تا‬ bar 20 ، ‫بازدارش‬ ‫آ‬ ‫هن‬ ‫توسط‬ 2 -NF ‫(حدود‬ ‫مانده‬ ‫ثابت‬ 17 % ‫میزان‬ ‫اما‬ ) ‫بازدارش‬ ‫غشا‬ ‫این‬ ‫توسط‬ ‫اورانیم‬ % ‫از‬ 5 0 / 84 % ‫به‬ 45 / 0 7 ‫می‬ ‫کاهش‬ ‫یون‬ ‫غلظت‬ ‫افزایش‬ ‫مقابل‬ ‫در‬ ‫غشاها‬ ‫این‬ ‫رفتار‬ ‫یابد.‬ ‫از‬ ‫آهن‬ ‫های‬ 92 / 0 ‫به‬ mM 9 ‫بیشینه‬ ‫است.‬ ‫متفاوت‬ ‫ی‬ ‫گزینش‬ ‫گری‬ ‫غشاهای‬ ‫برای‬ 9 -NF ‫و‬ 2 -NF ‫با‬ ‫برابر‬ ‫ترتیب‬ ‫به‬ 79 / 43 ‫و‬ 51 / 93 ‫می‬ ‫نشان‬ ‫که‬ ‫بود‬ ‫دهد‬ 9 -NF ‫می‬ ‫نظر‬ ‫به‬ ‫دارد.‬ ‫مطلوبی‬ ‫خیلی‬ ‫عملکرد‬ ً ‫نسبتا‬ ‫فرایند‬ ‫رسد‬ ‫دارای‬ ‫نانوفیلتراسیون‬ ‫جدید‬ ‫قابلیت‬ ‫خوبی‬ ‫در‬ ‫آن‬ ‫از‬ ‫استفاده‬ ‫برای‬ ‫است‬ ‫آهن‬ ‫از‬ ‫اورانیم‬ ‫انتخابی‬ ‫جداسازی‬ . ‫ك‬ ‫لید‬ ‫واژ‬ ‫ه‬ ‫ها‬ : ‫غش‬ ‫ا‬ ‫های‬ ‫نانوف‬ ‫ی‬ ‫لتر‬ ‫جداسازی،‬ ، ‫اوران‬ ‫ی‬ ‫م‬ ‫آهن‬ ، Abstract: Performance of Three commercially available nanofilter membranes (PES-2 , NF-1 and NF-2) in terms of rejection, permeate flux, and membrane selectivity under a variety of operational conditions was evaluated for selective separation of uranium (VI) ions from iron (III). The membranes permeate fluxes were decreased with an increase in the pH range of 3-6, while the rejection of ions was increased. Uranium rejection with these membranes was lower than iron rejection and the PES-2 and NF-1 membranes had the maximum membrane selectivity of iron over uranium at pH 4. The maximum membrane selectivity of NF-2, however, was 2.97 at pH 3. The PES-2 membrane had the maximum iron rejection of 72.25% at the pressure 10 bar. For NF-1 the rejection of iron and uranium was found to be relatively constant (about 97% and 84%, respectively) against increasing the pressure. As the pressure increased from 5 to 20 bar, iron rejection by NF-2 was remained constant (about 97%) but uranium rejection by this membrane was decreased from 84.06% to 70.46%. It was found that the effect of increasing the iron concentration from 0.12 to 1mM on the behavior of these membranes is different. The maximum membrane selectivity of uranium over iron by the NF-1 and NF-2 membranes was 43.71 and 13.59, respectively, which showed that NF-1 has a very desirable performance. It seams that the relatively new process of nanofiltration has a good potential for selective separation of uranium from iron.
doi:10.24200/nst.2018.221 fatcat:i7omi53ounhu5dinogq4ddd2ce