مطالعه مقاومت‌های محلی انتقال اورانیم با غشای مایع فیبر توخالی و بررسی جداسازی آن از محلول فروشویی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‎ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‎ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران - ایران

3 پژوهشکده چرخه سوخت هسته ‎ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 8486-11365، تهران - ایران

10.24200/nst.2025.1861.2119
چکیده
در این مقاله، با استفاده از یک واحد غشای مایع فیبر توخالی حاوی آلامین 336، انتقال اورانیم از محلول آبی سولفاته به محلول آمونیم کلراید مطالعه شد. با اعمال دبی‌های مختلف جریان به قسمت فیبر و پوسته ستون غشای مایع فیبر توخالی، انتقال اورانیم بررسی شد و با استفاده از روابط تجربی ارائه شده ضرایب و مقاومت-های محلی انتقال جرم محاسبه گردید. با برازش همزمان داده‌های تجربی بدست آمده، ضرایب معادلات انتقال جرم بر حسب اعداد بدون بعد بدست آمد. نتایج نشان داد که خطای برازش داده‌ها، کمتر از 6% است. مقایسه مقاومت‌های انتقال جرم در لایه تجدیدشونده، غشای مایع و پوسته نشان داد که انتقال اورانیم از لایه تجدیدشونده مرحله کنترل‌کننده انتقال جرم در غشای مایع فیبر توخالی تجدیدشونده است. در بررسی اثر دبی جریان فیبر بر جداسازی اورانیم از نمونه واقعی بررسی گردید. به دلیل کاهش ضخامت لایه تجدیدشونده با افزایش دبی، انتقال اورانیم با آن افزایش یافت. نتایج نشان داد غشای مایع فیبر توخالی همواره عملکرد مناسبی برای جداسازی اورانیم از محلول‌های واقعی دارد و با افزایش دبی، جداسازی اورانیم از آهن به دلیل سینتیکی افزایش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Study of Local Mass Transfer Resistances in Uranium Transport Using Hollow Fiber Liquid Membranes and Evaluation of Its Separation from Leaching Solutions

نویسندگان English

Fazel Zahakifar 1
Amir Charkhi 2
Meisam Torab-Mostaedi 2
Reza Davarkhah 2
Fereshte Khanramaki 3
1 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute
2 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 11365-8486, Tehran – Iran
3 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 11365-8486, Tehran – Iran
چکیده English

In this study, uranium transport from a sulfate aqueous solution to an ammonium chloride solution was investigated using a hollow fiber liquid membrane (HFLM) unit containing Alamine 336. By applying different flow rates to the fiber lumen and the shell side of the hollow fiber liquid membrane module, uranium transport was examined, and the local mass transfer coefficients and resistances were calculated using the proposed empirical correlations. Through the simultaneous fitting of the obtained experimental data, the mass transfer equation coefficients were determined in terms of dimensionless numbers. The results indicated that the data fitting error was less than 6%. A comparison of the mass transfer resistances in the renewal layer, liquid membrane, and shell side revealed that uranium transport through the renewal layer is the rate-limiting step in the renewal-type hollow fiber liquid membrane system. The effect of the lumen flow rate on uranium separation from a real sample was also examined. Due to the reduction in the renewal layer thickness with increasing flow rate, uranium transport was enhanced. The results demonstrated that the hollow fiber liquid membrane consistently exhibited an efficient performance for uranium separation from real solutions. Moreover, with increasing flow rate, uranium separation from iron improves due to kinetic effects.

کلیدواژه‌ها English

Mass transfer resistance
Liquid membrane
Uranium
Separation, Flow rate

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 شهریور 1404