Влияние структуры обратных микроэмульсий ди-(2-этилгексил)фосфата натрия и додецилсульфата натрия на эффективность микроэмульсионного выщелачивания меди

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Показана связь между структурой микроэмульсий на основе додецилсульфата натрия (SDS) и ди(2-этилгексил)фосфата натрия (Д2ЭГФNa) и эффективностью микроэмульсионного выщелачивания меди. Изучены зависимости удельной электропроводности от объемной доли воды для микроэмульсий, содержащих Д2ЭГФNa или смесь SDS и бутанола, декан, воду и ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту как экстрагент для извлечения меди. С возрастанием объемной доли воды в системе происходит постепенный переход от обратных микроэмульсий с преобладанием изолированных капель к микроэмульсиям с преобладанием динамических кластеров капель (перколированных). Порог перколяции электропроводности составляет примерно 0.18 для микроэмульсий на основе Д2ЭГФNa и 0.20 для микроэмульсий на основе SDS. Зависимость логарифма электропроводности от температуры имеет линейный характер в интервале от 20 до 80°C для микроэмульсий с объемной долей воды ниже (0.13 и 0.07 соответственно) и выше (0.30 и 0.23) порога перколяции; в этом интервале температур рассматриваемые микроэмульсии не меняют своей структуры. При проведении микроэмульсионного выщелачивания на модельной системе с CuO при Т = 80°C показано, что для микроэмульсий с перколированной структурой (с объемной долей воды 0.30 для микроэмульсий Д2ЭГФNa и 0.23 для микроэмульсий SDS) извлечение меди было выше, чем для микроэмульсий с преобладанием изолированных капель (объемная доля воды 0.13 и 0.07 соответственно).

全文:

受限制的访问

作者简介

Н. Мурашова

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

编辑信件的主要联系方式.
Email: namur_home@mail.ru
俄罗斯联邦, 125047, Москва, Миусская пл., 9

А. Полякова

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева

Email: namur_home@mail.ru
俄罗斯联邦, 125047, Москва, Миусская пл., 9

参考

  1. Rakshir A.K., Naskar B., Moulik S.P. Commemorating 75 years of microemulsion // Current Science. 2019. V. 116. № 6. P. 898–912. https://doi.org/10.18520/cs/v116/i6/898-912
  2. Jalali-Jivan M., Garavand F., Jafari S.M. Microemulsions as nano-reactors for the solubilization, separation, purification and encapsulation of bioactive compounds // Advances in Colloid and Interface Science. 2020. V. 283. P. 102227. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102227
  3. Zhu T., Kang W., Yang H., Li Z. et al. Advances of microemulsion and its applications for improved oil recovery // Advances in Colloid and Interface Science. 2022. V. 299. P. 102527. https://doi.org/10.1016/j.cis.2021.102527
  4. Мурашова Н.М., Юртов Е.В. Современное состояние и перспективы исследований структурообразования в экстракционных системах с соединениями металлов // Теоретические основы химической технологии. 2022. Т. 56. № 1. С. 56–71. https://doi.org/10.1134/S0040579521060075
  5. Guo Y., Li H.-Y., Shen S. et al. Recovery of vanadium from vanadium slag with high phosphorus content via recyclable microemulsion extraction // Hydrometallurgy. 2020. V. 198. P. 105509. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2020.105509
  6. Shao M., Chen M., Fan M. et al. Microemulsion system constructed with a new cyano-functionalized ionic liquid for the extraction of Pd(II) and preparation of palladium nanoparticles // Separation and Purification Technology. 2021. V. 275. P. 119198. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119198
  7. Qi W., He J., Li M. et al. Efficient extraction of rhenium through demulsification of imidazolium ionic liquid-based microemulsions from aqueous solution // Separation and Purification Technology. 2022. V. 297. P. 121574. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2022.121574
  8. Pinheiro Nascimento P.F., Barros Neto E.L., Fernandes Bezerra D.V., Ferreira da Silva A.J. Anionic surfactant impregnation in solid waste for Cu2+ adsorption: Study of kinetics, equilibrium isotherms, and thermodynamic parameters // Journal of Surfactants and Detergents. 2020. V. 23. № 4. P. 781–795. https://doi.org/10.1002/jsde.12388
  9. Юртов Е.В., Мурашова Н.М. Выщелачивание металлов экстрагент-содержащими микроэмульсиями // Химическая технология. 2010. Т. 11. № 8. C. 479–483.
  10. Murashova N.M., Levchishin S.Y., Yurtov E.V. Leaching of metals with microemulsions containing bis-(2-ethyhexyl)phosphoric acid or tributylphosphate // Hydrometallurgy. 2018. V. 175. P. 278–284. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2017.12.012
  11. Guo Y., Li H., Yuan Y. et al. Microemulsion leaching of vanadium from sodium-roasted vanadium slag by of leaching and extraction processes // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2021. V. 28. № 6. P. 974–980. https://doi.org/10.1007/s12613-020-2105-1
  12. Полякова А.С., Мурашова Н.М., Юртов Е.В. Микроэмульсии в системах додецилсульфат натрия – бутанол-1 – экстрагент – керосин – вода для извлечения цветных металлов из оксидного сырья // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 2. C. 249–256. https://doi.org/10.1134/S1070427220020135
  13. Yu Z.-J., Neuman R.D. Reversed micellar solution-to-bicontinuous microemulsion transition in sodium bis(2-ethylhexyl)phosphate/n-heptane/water system // Langmuir. 1995. V. 11. № 4. P. 1981–1986. https://doi.org/10.1021/la00004a010
  14. Murashova N.M., Levchishin S.Y., Yurtov E.V. Effect of bis-(2-ethylhexyl)phosphoric acid on sodium bis-(2-ethylhexyl)phosphate microemulsion for selective extraction of non-ferrous metals // Journal of Surfactants and Detergents. 2014. V. 17. № 6. P. 1249–1258. https://doi.org/10.1007/s11743-014-1598-x
  15. Lopian T., Dourdain S., Kunz W., Zemb T. A formulator’s cut of the phase prism for optimizing selective metal extraction // Colloids and Surfaces A. Physicochemical and Engineering Aspects. 2018. V. 557. № 1. P. 2–8. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2018.08.022
  16. Мурашова Н.М., Полякова А.С., Юртов Е.В. Влияние ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты на свойства микроэмульсии в системе ди-(2-этилгексил)фосфат натрия – ди-(2-этилгексил)фосфорная кислота – декан – вода // Коллоид. журн. 2018. Т. 80. № 5. C. 541–550. https://doi.org/10.1134/S1061933X18050101
  17. Van Nieuwkoop J., Snoei G. Conductivity measurements in single-phase microemulsions of the system sodium dodecyl sulfate/1-butanol/water/heptane // Journal of Colloid and Interface Science. 1985. V. 103. № . 2. P. 417–435. https://doi.org/10.1016/0021-9797(85)90119-5
  18. Mo C., Zhong M., Zhong Q. Investigation of structure and structural transition in microemulsion systems of sodium dodecyl sulfonate + n-heptane + n-butanol + water by cyclic voltammetric and electrical conductivity measurements // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2000. V. 493. № 1–2. P. 100–107. https://doi.org/10.1016/S0022-0728(00)00350-8
  19. Silva V.L., Ribeiro L.S., Oliveira Freitas J.C. et al. Application of SDS surfactant microemulsion for removal of filter cake of oil-based drilling fluid: Influence of cosurfactant // Journal of Petroleum Exploration and Production Technology. 2020. V. 10. № 7. P. 2845–2856. https://doi.org/10.1007/s13202-020-00952-y
  20. Derouiche A., Tondre C. Metal ion transport through microemulsions liquid membranes // Colloids and Surfaces. 1990. V. 48. P. 243–258. https://doi.org/10.1016/0166-6622(90)80232-S
  21. Baxamusa S., Ehrmann P., Ong J. Acoustic activation of water-in-oil microemulsions for controlled salt dissolution // Journal of Colloid and Interface Science. 2018. V. 529. P. 366–374. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2018.06.032
  22. Huang Y.-J., Yates M.Z. Copper etching by water-in-oil microemulsions // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. 2006. V. 281. P. 215–220. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2006.02.041
  23. Bauduin P., Touraud D., Kunz W. et al. The influence of structure and composition of a reverse SDS microemulsion on enzymatic activities and electrical conductivities // Journal of Colloid and Interface Science. 2005. V. 292. P. 244–254. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.05.043
  24. Begum F., Mollah M.Y.A., Rahman M.M., Susan M.A.B.H. Microstructural impact of sodium dodecyl sulfate/1-butanol/cyclohexane/ water microemulsions on hydrolysis of crystal violet // Materials Today: Proceedings. 2020. V. 29. P. 1077–1084. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.05.021
  25. Alexandridis P., Holzwarth J.F., Hatton T.A. Thermodynamics of droplet clustering in percolating AOT water-in-oil microemulsions // Journal of Physical Chemistry. 1995. V. 99. № 20. P. 8222–8232. https://doi.org/10.1021/j100020a054
  26. Li Q., Li T., Wu J. Comparative study on the structure of reverse micelles. 2. FT-IR,1H NMR, and electrical conductance of H2O/AOT/NaDEHP/n-heptane systems // Journal of Physical Chemistry B. 2000. V. 104. № 38. P. 9011–9016. https://doi.org/10.1021/jp000336v
  27. Li Q., Li T., Wu J. Water solubilization capacity and conductance behaviors of AOT and NaDEHP systems in the presence of additives // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2002. V. 197. № 1–3. P. 101–109. https://doi.org/10.1016/S0927-7757(01)00861-5
  28. Paul B.K., Mitra R.K., Moulik S.P. Microemulsions: Percolation of conductance and thermodynamics of droplet clustering // Somasundaran P., Deo N., Farinato R. et al., editors. Encyclopedia of Surface and Colloid Science, Third Edition. Boca Raton: CRC Press, 2015. P. 3927–3956. https://doi.org/10.1081/E-ESCS-120029893.
  29. Chakraborty I., Moulik S.P. Physicochemical studies on microemulsions: 9. Conductance percolation of AOT-derived W/O microemulsion with aliphatic and aromatic hydrocarbon oils // Journal of Colloid and Interface Science. 2005. V. 289. P. 530–541. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2005.03.080
  30. Yurtov E.V., Murashova N.M. Microemulsion leaching of metals, in Solvent Extraction: Fundamentals to Industrial Applications. Proceedings of ISEC 2008 International Solvent Extraction Conference, September 15–19, 2008, Moyer, B.A., Ed., Tucson, Arizona, USA: The Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 2008, pp. 1597–1602.
  31. Miyata I., Miyamoto H., Yonese M. Effect of chain lengths of n-alcohol on the formation of the single-phase microemulsions in n-heptane/n-alcohol/sodium dodecyl sulfate/water systems // Chemical Pharmaceutical Bulletin. 1996. V. 44. № 5. P. 1049–1055. https://doi.org/10.1248/cpb.44.1049
  32. Bera A., Mandal A., Ojha K., Kumar T. Water solubilization capacity and conductance behaviors of anionic and cationic microemulsion systems // Journal of Chemical and Engineering Data. 2011. V. 56. № 12. P. 4422–4429. https://doi.org/10.1021/je200291v
  33. Dogra A., Rakshit A.K. Phase behavior and percolation studies on microemulsion system water/SDS + Myrj45/cyclohexane in the presence of various alcohols as cosurfactants // Journal of Physical Chemistry B. 2004. V. 108. № 28. P. 10053–1006. https://doi.org/10.1021/jp049928u

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Specific electrical conductivity (k) of ME in the D2EGFNa – D2EGFC – decane – water system: a) dependence of k on the volume fraction of water (Φ); b) dependence of lgk on the molar ratio of water and surfactants (W). Concentrations of components in the organic phase, mol/l: SD2EGFNa = 1.6; SD2EGFC: 1 – 0.0; 2 – 0.1; 3 – 0.2; 4 – 0.3. T = 20°C. The vertical line indicates the percolation threshold.

下载 (253KB)
索引源数据
3. Рис. 2. Зависимость логарифма удельной электропроводности МЭ в системе Д2ЭГФNa – Д2ЭГФК – декан – вода от температуры. Концентрации компонентов в органической фазе, моль/л: СД2ЭГФNa = 1.6; СД2ЭГФК = 0.2. 1 – F = 0.13; 2-F = 0.30.

下载 (106KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Leaching of copper ME in the D2EGFNa – D2EGFC – decane –water system. The curve numbers correspond to the compositions of microemulsions in Table 1.

下载 (116KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Specific electrical conductivity (k) of ME in the SDS – butanol-1 – D2EGFC – decane – water system: a) dependence of k on the volume fraction of water (Φ); b) dependence of lg on the molar ratio of water and surfactants (W). Concentrations of components in the organic phase, mol/l: SSDS = 0.4; 1 – Sbut = 4.0, SD2EGFC = 0.0; 2 – Sbut = 3.75, SD2EGFC = 0.25. T = 20°C. The vertical line indicates the percolation threshold.

下载 (239KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the logarithm of the electrical conductivity of ME in the SDS– butanol-1 – D2EGFC – decane – water system on temperature. Concentrations of components in the organic phase, mol/l: With SDK = 0.4; Sbut = 3.75; SD2EGFC = 0.25. 1 – Φ = 0.07; 2 – Φ = 0.23

下载 (103KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Leaching of copper ME in the SDS – butanol-1 – D2EGFC – decane – water system. The curve numbers correspond to the compositions of microemulsions in Table 2.

下载 (108KB)
索引源数据


##common.cookie##