Sıvı membran tekniği ile uranyum iyonlarının farklı taşıyıcı ligandlarla seçimli ekstraksiyonunun incelenmesi

Bu doktora tez çalışmasında sıvı membran tekniği ile sulu çözeltilerden uranyum iyonlarının farklı taşıyıcı ligandlarla seçimli ekstraksiyonunun incelenmesi ve geri kazanılması amaçlanmıştır. Bu amaçla imalatı yaptırılan sistem kesikli ve sürekli süreçte çalıştırılarak TOPO, TBP ve D2EHPA ligandları ile uranyum ekstraksiyonu ve sıcaklık, pH, konsantrasyon gibi prosesi etkileyen parametreler incelenmiştir. Uranyum iyonlarının seçimli ekstraksiyonu ortamda çeşitli metal iyonları varlığında incelenmiştir. Fazlardaki uranyum iyonlarının zamanla değişim grafikleri, ekstraksiyon kinetiği grafikleri oluşturulmuş, ard arda gerçekleşen reaksiyonlar için ekstraksiyon kinetiği hesaplamaları yapılmıştır. Çeşitli parametrelerin etkisini incelemek için gerçekleştirilen denemelerde, en uygun sonuçları veren deneylerdeki veriler esas alındığında TOPO, TBP ve D2EHPA ligandları ile uranyum(VI) iyonlarının ekstraksiyon verimleri sırasıyla %99.6, %59.2 ve % 98.9 olarak bulunmuştur. Sözü edilen ligandlar için optimum sıcaklıklar sırasıyla 298.15K, 283.15K ve 293.15K olarak belirlenmiştir. Sürekli sistemde TOPO ve TBP ligandları ile çalışıldığında akseptör faz olarak sırasıyla 1.5M ve 3M'lık H3PO4, D2EHPA ile çalışıldığında 1M'lık NH4HCO3 kullanılmıştır. Donör faz pH'ları ise 1 ve 1'in altında olmalıdır. Optimum organik faz konsantrasyonları TOPO, TBP ve D2EHPA için sırasıyla 6.8{604}10-3M, 0.177M ve 1.5{604}10-3M olarak, organik fazın sulu fazlar arasından aktarım hızı her üç ligand için de 100mL/dk. olarak belirlenmiştir. Donör fazda uranyum (VI) yanında Cu2+, Pb2+ ve Cd2+ iyonlarının da bulunduğu deneylerden elde edilen sonuçlara göre akseptör faza Cu2+ ve Pb2+ iyonlarının geçemediği; Cd2+ iyonlarının ise akseptör faza en fazla %0.5 geçiş yaptığı saptanmıştır. Donör fazda alkali ve toprak alkali metali iyonlarının varlığında uranyum(VI) iyonlarının ekstraksiyonunun incelendiği deneylerde ise, Na+, K+ ve Li+ iyonlarının organik ve akseptör fazlara geçişinin olmadığı ve dolayısıyla uranyum ekstraksiyonuna bir etkileri olmadığı belirlenmiştir. Ca2+ ve Ba2+'un ise sırasıyla %21 ve %15 oranında akseptöre geçerek uranyum iyonlarının geçişini yavaşlattığı sonucuna varılmıştır. Elde edilen tüm sonuçlara göre, Cu2+, Pb2+,Cd2+ ve ayrıca alkali ve toprak alkali metalleri tuzlarının varlığında, sulu çözeltilerden uranyum(VI) iyonlarının seçimli olarak TOPO ekstraktantı ile ekstraksiyonunun yüksek verimle gerçekleştiği gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ayırma ve saflaştırma tekniklerinden biri olan sıvı memban tekniği ile sulu çözeltilerden uranyum iyonlarının geri kazanılması, hızlı ve basit proses, ekonomik avantaj, çeşitli kimyasallardan çevrenin korunması vb. özellikler yönünden diğer konvansiyonel ekstraksiyon proseslerine göre iyi bir seçenek oluşturabilecektir. Uranyum madenciliğinden kaynaklanan radyoaktif ve ağır metalleri içeren atıkların çevremize olan olumsuz etkileri göz önüne alındığında; gerçekleştirilen doktora tez çalışması sıvı memban tekniği ile sulu çözeltilerden uranyum iyonlarının ayrılmasına ve geri kazanılmasına yönelik hızlı ve yüksek verimli bir çalışma olması açısından önem taşımaktadır.