Selective removal of cesium(I), strontium(II) and barium(II) cations with proton-ionizable lariat ethers in the ion flotation process

• Autorzy: Maciejewski P. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

PL

Selektywne wydzielenie kationów cezu(I), strontu(II) i baru(II) w procesie flotacji jonów z zastosowaniem jonizowalnych eterów lariatowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An experimental investigation is presented on competitive flotation of cesium(I), strontium(II) and barium(II) cations from dilute aqueous solutions with proton-ionizable lariat ethers in the presence of foaming agent. The influence of aqueous solution pH on the flotation rate and efficiency with lariat ethers possessing DB-16-C-5 cavity and four different acidic groups, i.e. sulfonamide (1), sulfonic (2), carboxylic (3), and phosphonic (4) was studied. It was found that, the ion flotation of Cs(I), Sr(II) and Ba(II) cations with dibenzo-16-crown-5 derivative 1 from dilute aqueous solutions was fast and selective, which might have a practical meaning for the decontamination of industrial (toxic, radioactive) aqueous solutions.

PL

Zbadano selektywne wydzielanie jonów cezu(I), strontu(II) i baru(II) z wodnych roztworów zawierających równomolową mieszaninę metali (cMe=1,0*10-5 M) w procesie flotacji jonowej z użyciem czterech jonizowalnych eterów lariatowych o koronie DB-16-C-5; posiadających decylową grupę lipofilową, różniących się natomiast grupą kwasową, tj. z grupą sulfonoamidową 1 (z rodnikiem CF3) P. Maciejewski, W. Walkowiak 146 sulfonową 2, karboksylową 3 lub fosfonową 4. Flotacje prowadzono z zastosowaniem ww. eterów lariatowych o stężeniu 5 ź 10-5 M, w obecności spieniacza niejonowego, tj. Triton X-100, o stężeniu 1 * 10-5 M, przy pH optymalnym dla danej grupy kwasowej. Badano wpływ pH flotowanego roztworu w zakresie pH od 4,0 do 10,0 stwierdzając, że procent wydzielenia metali wzrasta z wzrostem pH, szczególnie dla pochodnej karboksylowej. Dla pozostałych pochodnych badanych eterów, zależność ta jest słabsza. Wyniki uzyskane dla pochodnej sulfonowej 2 i karboksylowej 3 eterów lariatowych charakteryzują się podobnym, wysokim wydzieleniem dla wszystkich flotowanych jonów, co jest niekorzystne z punktu widzenia selektywności procesu. Dla pochodnej fosfonowej 3 eteru uzyskano nieco gorsze kolektywne wydzielenie. Dopiero zastosowanie pochodnej sulfoamidowej 1 umożliwia selektywne wydzielenie baru(II) a uzyskane procenty wydzielenia wynoszą: bar(II) - 89 %, cez(I) - 58 % i stront(II) - 26 %.

Słowa kluczowe

EN

ion flotation; cesium(I); strontium(II); barium(II); proton-ionizable crown ether

PL

flotacja jonowa; cez(I); stront(II); bar(II); etery lariatowe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 38
• Strony: 139--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Maciejewski P.

• Tadeusz Kościuszko Military Academy, 54-150 Wrocław, Czajkowskiego 107 Street, Poland

autor

Walkowiak W.

• Institute of Inorganic Chemistry and Metallurgy of Rare Elements, Wrocław University of Technology, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• BARTSCH R. A., WAY J. D., (Eds.), 1996, Chemical Separations with Liquid Membranes, ACS Symposium Series 642, Washington, DC.
• BOND H., DIETZ M. L., ROGERS R. D., (Eds.), 1999, Metal-Ion Separation and Preconcentration, Progress and Opportunities, ACS Symposium Series 716, Washington, DC.
• CHAREWICZ W., GRABOWSKA J., BARTSCH R. A., 2001, Flotation of Co(II), Sr(II), and Cs(I) cations with proton-ionizable lariat ethers, Sep. Sci. Technol., 36, 1479.
• CHAREWICZ W., NIEMIEC J., 1969, Flotation of anions using cationic surfactants, I. Flotation of molibdates, Nukleonika, 14, 17.
• DENG Y., SACHLEBEN R. A., MOYER B. A., 1995, Equilibrium and ring size aspects of the extraction of CsNO3 by Dicyclohexano-21-crown-7, Dibenzo-21-crown-7, and Bis-[tert-alkylbenzo]-21-crown-7, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 91, 4215.
• GOLMAN A. M., 1982, Ionnaja flotacija, Nedra, Moskva,.
• GRIEVES R. B., 1975, Foam separation: A review, Chem. Eng. J., 9, 93.
• KOIDE Y., OKA T., IMAMURA A., SHOSENJI H., YAMADA K., 1993, The selective flotation of cesium ion with resorcinol type calix[4]arenes with alkyl side chains, Bull. Chem. Soc. Jpn., 66, 2137.
• KOIDE Y., TERASAKI H., SATO S., SHOSENJI H., YAMADA K., 1996, Flotation of uranium from sea water with phosphate ethers of C-undecylcalix[4]resorcinarene, Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, 785.
• LEMLICH R., 1972, Adsuble methods. In: Recent development in Separation Sciences, Chem. Rubber Co. Press, Cleveland 1, 113.
• LUDWIG R., 2000, Foam separation, Fresenius J. Anal. Chem., 367, 103.
• OKAMATO Y., CHOU E.J., 1997, Foam separation processes, Handook of Sep. Tech. Chem. Eng. (3rd Ed), 2, 173.
• PEDERSEN C. J., 1967, Cyclic polyethers and their complex with metal salts, J. Am. Chem. Soc., 89, 2495.
• RUBIN A. J., 1968, Removal of trace metals by foam separation process, J. Amer. Walter Association, 60, 822.
• RUBIN A. J., JOHNSON J. D., LAMB J. C., 1966, Ind. Eng. Chem., Process Design Develop., 5, 368.
• SCHULZ C., WARR G. G., 1998, Comparison of variables in ion and precipitate flotation, Ind. Eng. Chem. Res., 37, 2807.
• SEBBA F., 1959, Concentration by ion flotation, Nature, 184, 1062.
• TALANOVA G. G., ELKARIM N. S. A., HANES JR. R. E., HWANG H. S., ROGERS R. D., BARTSCH R. A., 1999, Extraction selectivities of crown ethers for alkali metal cations: differences between single species and competitive solvent extractions, Anal. Chem., 71, 672.
• ULEWICZ M., WALKOWIAK W., BRANDT K., PORWOLIK-CZOMPERLIK I., 2003, Ion flotation of zinc(II) and cadmium(II) in the presence of side-armed diphosphaza-16-crown-6 ethers, Sep. Sci. Technol., 38, 633.
• ULEWICZ M., WALKOWIAK W., JANG Y., KIM J. S., BARTSCH R.A., 2003, Ion flotation of cadmium(II) and zinc(II) in the presence of proton-ionizable lariat ethers, Anal.Chem., 75, 2276
• WALKOWIAK W., 1992, In: Innovation in ion flotation technology, Ed. Marvos P. and Matis K. A., NATO ASI Series, Series E, Kluver Acad. Publ. London, 455.
• WALKOWIAK W., KANG S. I., STEWART L. E., NDIP G., BARTSCH R. A., 1990, Effect of structural variations within lipophilic dibenzocrown ether carboxylic acids on the selectivity and efficiency of competitive alkali metal cation solvent extraction into chloroform, Anal. Chem., 62, 2018.
• ZOUBOULIS A. I., MATIS K. A., 1987, Ion flotation in environmental technology, Chemosphere, 16, 623.