Trójfazowy rozdział metali w systemie TLPS

Chińscy naukowcy opracowali metodę ekstrakcji w systemie 3 faz cieczy niemieszalnych ze sobą (TLPS), którą można zastosować do rozdzielania jonów metali.

System TLPS składa się z dolnej fazy solnej zawierającej wodny siarczan amonu i górnej warstwy organicznej z wodnego tlenku trialkilofosfinowego (TRPO), w którym alkilowe grupy to triheksyl, trioktyl, diheksylooktyl i heksylodioktyl. Pomiędzy tymi warstwami jest polimerowa mieszanina zawierająca glikol polietylenowy 2000. Ten system stosowano do rozdziału wielu substancji, m.in. penicyliny z mieszaniny fermentacyjnej czy fenoli ze ścieków. Niestety dotychczas nie stosowano TLPS w rozdzielaniu cieczy zawierających metal ze względu na małe powinowactwo fazy polimerowej do jonów metali. Połowicznym rozwiązaniem w rozdzielaniu żelaza, tytanu i manganu okazało się dodanie EDTA, kiedy to nastąpił rozdział wymienionych metali, jednak część cząsteczek kompleksu żelazo(II)-EDTA pozostało w dolnej warstwie. W związku z tym zaczęto szukać innego związku kompleksującego.

Wybranym związkiem został 1,10-fenantrolina, a pierwszym etapem badań było określenie wpływu stopnia utlenienia żelaza na rozdzielanie składników mieszaniny. Okazało się, że, gdy brak było w mieszaninie fenantroliny, żelazo(III) było ekstrahowane wspólnie z tytanem(IV) do górnej fazy TRPO. Gdy żelazo przed wymieszaniem zostało zredukowane do drugiego stopnia utlenienia za pomocą chlorku hydroksyamoniowego, jego większość pozostała w dolnej fazie, natomiast po dodaniu fenantroliny powstawał kompleks tego związku z żelazem, który przeszedł do fazy środkowej, polimerowej, podczas gdy magnez(II) został zatężony w dolnej fazie, a tytan pozostał w górnej. Kluczowymi parametrami opisanej ekstrakcji są kwasowość TLPS oraz stosunek fenantroliny do żelaza (III).

Opisana metoda ekstrakcji nadaje się do prawie ilościowego rozdzielania tytanu, żelaza i magnezu, co więcej przy odpowiedniej optymalizacji możliwe jest jej wdrożenie do przemysłu i wykorzystanie przy rozdziale innych metali.

(pj)