Математическое моделирование изотерм экстракции редких металлов синергетными смесями с солями ЧАО

• Автор: Славинский, Кирилл Александрович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание

Список принятых сокращений и названий экстрагентов

Введение

1. Литературный обзор

1.1. Синергетная экстракция

1.2. Методы определения состава экстрагируемых соединений

1.3. Ассоциация в синергетных смесях.

1.4. Гидратация в синергетных системах.

1.5. Механизмы синергетной экстракции

1.6. Экстракция урана и тория смесями экстрагентов.

1.6.1. Экстракция урана и тория смесями катионообменных и нейтральных экстрагентов.

1.6.2. Экстракция урана и тория смесями нейтральных экстрагентов.
1.6.3. Экстракция урана и тория смесями нейтральных и анионообменных экстрагентов.
1.6.4. Экстракция урана и тория смесями катионообмеиных и анионообменных экстрагентов.
1.7. Экстракция РЗЭ смесями экстрагентов.
1.7.1. Экстракция РЗЭ смесями нейтральных экстрагентов.
1.7.2. Экстракция РЗЭ смесями нейтральных и анионообменных экстрагентов
1.7.3. Экстракция РЗЭ смесями катионообменных и нейтральных экстрагентов
1.7.4. Экстракция РЗЭ смесями катионообменных и анионообменных экстрагентов
2. Принципы математического моделирования, численные методы и специализированные математические пакеты.
2.1. Математическое моделирование и вычислительный эксперимент.
2.2. Формулировка прямой задачи равновесий в многофазных системах
2.3. Решение обратной задачи математического моделирования химических равновесий
2.4. Критерии оценки адекватности математической модели.
2.5. Метод деформируемого многогранника Нелдера и Мида.
2.6. Решение систем нелинейных уравнений.
2.7. Оценка погрешности косвенных измерений
2.8. Современные языки программирования и специализированное математическое программное обеспечение
3. Моделирование экстракционных систем с участием одного экстрагента и одного экстрагируемого компонента
3.1. Описание экспертной системы ЕХТЯЕр
3.2. Моделирование изотермы экстракции сульфата натрия 0,1М раствором сульфата МТОА в толуоле при С
3.3. Моделирование изотермы экстракции сульфата лития 0,1М раствором сульфата МЦгДОА в толуоле при С
3.4. Моделирование изотермы экстракции нитрата тория 0,М раствором нитрата МТАА в толуоле при С.
4. Моделирование экстракционных систем с участием двух экстрагентов и
одного экстрагируемою компонента.
4.1. Математическое описание экспертной системы ЕХТ1ШЗ2.
4.2. Моделирование изотермы экстракции нитрата тория сипергетной смесью нитрата МТАА и ФОР.
4.3. Моделирование изотермы экстракции нитрата диспрозия сиисргетиой смесыо нитрата МТААиТБФ.
4.4. Моделирование изотермы экстракции нитрата диспрозия сииергетиой смесыо нитрата МТАА и ДИОМФ
4.5. Моделирование изотермы экстракции нитрата диспрозия синергетной смесыо нитрата МТАА и ФОР
4.6. Моделирование изотермы экстракции нитрата тербия синерной смесью нитрата МТААиТБФ
4.7. Моделирование изотермы экстракции нитрата неодима синергетной смесью нитрата МТААиТБФ
4.8. Моделирование изотермы экстракции нитрата уранила синергетной смесью нитрата МТАА и Д2ЭГФК.
4.9. Бинарная экстракция минеральных кислот.
4 Моделирование изотермы экстракции соляной кислоты эквимолярной смесью Д2ЭГФК и хлорида МТАА.
4 Моделирование изотермы экстракции азотной кислоты эквимолярной смесью Д2ЭГФК и нитрата МТАА.
4 Моделирование изотермы экстракции серной кислоты эквинормальной смесыо сульфата МТАА и Д2ЭГФК
4 Перспективы развития программного комплекса ЕХТЯЕ
Выводы.
Литература


Величина синергетного коэффициента позволяет количественно оценить экстракционную способность выбранной композиции. С развитием работ по синергетной экстракции возникла необходимость классификации различных смесевых композиций. Так, в известной монографии . Эта же классификация принята в обзоре , представленном в 5. Кислотный анионный экстрагент нейтральный экстрагент органические кислоты, некоторые хелатирующие экстрагенты в смесях с нейтральными фосфорорганическими НФОС, кислородосодержащими, серосодержащими и др. Кислотный экстрагент кислотный экстрагент наиболее часто кислотные хелатирующие агенты, такие как рдикетоны, с органическими кислотами. Нейтральный экстрагент нейтральный экстрагент комбинация двух или более нейтральных экстрагентов различной природы. Катионный экстрагент нейтральный экстрагент обычно смеси аминов и НФОС. Катионный экстрагент анионный экстрагент смеси солей аминов с органическими кислотами или кислотными хелатирующими экстрагентами. Катионный экстрагент катионный экстрагент смеси двух солей аминов или ЧАО. В данной классификации катионообменные экстрагенты органические кислоты или кислотные хелатирующие экстрагенты обозначены как анионные, а анионообменные соли аминов или четвертичных аммониевых оснований ЧАО как катионные. Катионообменный экстрагент нейтральный экстрагент органические кислоты, некоторые хелатирующие экстрагенты в смесях с НФОС, кислородосодержащими, серосодержащими и др. Катионообменный экстрагент катионообменный экстрагент наиболее часто кислотные хелатирующие агенты, такие как 3дикетоны, с органическими кислотами. Нейтральный экстрагент нейтральный экстрагент обычно смеси двух нейтральных экстрагентов различной природы. Анионообменный экстрагент нейтральный экстрагент обычно смеси солей аминов или ЧАО и НФОС. Анионообменный экстрагент катионообменный экстрагент смеси солей аминов или ЧАО с органическими кислотами или кислотными хелатирующими экстрагентами. Анионообменный экстрагент анионообменный экстрагент смеси двух солей аминов или ЧАО. Для определения состава экстрагируемых синергетных соединений используют ряд методов. Наиболее распространенными являются метод изомолярных серий или метод Жоба 7, метод сдвига равновесия 8 и метод мольных отношений. Кроме того, используют такие физикохимические методы как УФ и ИК спектроскопию 9,, люминесцентную спектроскопию 8, а также химический анализ органической фазы. Вследствие затруднений, связанных с выделением синергетного комплекса из органической фазы, основными методами определения его состава являются методы изомолярных серий и сдвига равновесия. При определении состава экстрагируемых соединений в системах с участием одного экстрагента и одного распределяемого компонента широко используют метод математического моделирования на основе ЗДМ . Л.К. Пяртман, что отражено в работах ,,. В литературе по синергетной экстракции большое внимание уделяется определению природы и величины взаимодействий, протекающих между экстрагентами, образующими синергетную смесь. Для смессвых композиций различают взаимодействия, приводящие к самоассоциации индивидуальных экстрагентов ассоциация экстрагентов, взаимодействия с растворителем сольватация, взаимодействия между экстрагентами смеси межмолекулярная ассоциация, приводящие к образованию непрочных аддуктов различного состава. В последнее время большое внимание стали уделять гидратации смесей экстрагентов и синергетного комплекса . В табл. ЛГ,2 для ряда синергетных систем. Анализ таких данных показывает, что энергия межмолекулярной ассоциации возрастает с понижением полярности разбавителя и с ростом электронодонорных свойств функциональных групп экстрагента, например, при переходе от ТБФ к ТОФО. Эффекты самоассоциации экстрагентов наиболее ярко проявляются для карбоновых и фосфорсодержащих кислот. В табл. Как видно из представленных данных, димеризация кислот зависит от их структуры и, в общем случае, возрастает с ростом рКа кислоты. Гидратация оказывает значительное влияние на экстракционное равновесие, как в системах с одним экстрагентом, так и для синергетных систем. В.В.