luận văn thạc sĩ ứng dụng kỹ thuật phân lớp dữ liệu trong dự báo báo hỏng dịch vụ của khách hàng tại vnpt bình định

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
----------

PHẠM QUỐC TRUNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH THORI, URANI
TỪ QUẶNG MONAZITE NAM ĐỀ GI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG - LỎNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA VƠ CƠ

Bình Định – Năm 2019

download by :


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
----------

PHẠM QUỐC TRUNG

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH THORI, URANI
TỪ QUẶNG MONAZITE NAM ĐỀ GI BẰNG
PHƯƠNG PHÁP CHIẾT LỎNG - LỎNG

Chuyên ngành : Hóa Vô Cơ
Mã số

: 8440113

Người hướng dẫn: PGS.TS. Cao Văn Hồng

Bình Định – Năm 2019

download by :


LỜI CAM ĐOAN
Luận văn này là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hiện
dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS. Cao Văn Hoàng. Các số liệu, những
kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn này hồn tồn trung thực.
Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này.
Học viên

Phạm Quốc Trung

download by :


LỜI CẢM ƠN
“Một bơng hoa chưa phải là vịng nguyệt quế”
-Ngạn ngữ Hy LạpSau một thời gian học tập và nghiên cứu tơi đã hồn thành luận văn tốt
nghiệp của mình với đề tài: “Nghiên cứu quy trình tách Thori, Urani từ
quặng monazite nam Đề Gi bằng phương pháp chiết lỏng - lỏng” dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS. Cao Văn Hồng.
Với lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tơi xin chân thành cảm ơn
PGS.TS. Cao Văn Hoàng người đã giao đề tài và tận tình chỉ dẫn tơi trong q
trình hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Viện Hóa Học và Viện Khoa Học Vật Liệu đã

hỗ trợ các trang thiết bị cũng như tư vấn kỹ thuật trong q trình thực hiện
nghiên cứu này. Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy cô trong Bộ môn Hóa Vơ
cơ nói riêng và trong khoa Hóa nói chung đã dạy dỗ, chỉ bảo và động viên tôi
trong thời gian học tập tại trường Đại học Quy Nhơn. Tôi xin cảm ơn
PGS.TS. Đào Ngọc Nhiệm, Viện Khoa Học Vật Liệu đã hỗ trợ tơi trong q
trình nghiên cứu. Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn gia đình, các bạn học viên
cao học Hóa khóa 20 đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và thực hiện nghiên
cứu này.
Quy Nhơn, ngày 20 tháng 06 năm 2019
Học viên

Phạm Quốc Trung

download by :


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài .......................................................................................... 1
2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................. 2
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.................................................................. 3
4. Phương pháp nghiên cứu............................................................................ 3
5. Cấu trúc luận văn ........................................................................................ 3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ........................................................................... 4
1.1. Khái quát chung về Thori (Th), Urani (U) ......................................... 4
1.1.1. Giới thiệu Thori, Urani.................................................................... 4
1.1.2. Các dạng tồn tại của Thori, Urani ................................................ 5
1.1.2.1. Thori, Urani đơn chất ................................................................. 5
1.1.2.2. Các oxit của Thori và Urani ....................................................... 7
1.1.2.3. Hydroxit của Thori và Urani .................................................... 10

1.1.2.4. Muối của Thori và Urani .......................................................... 11
1.1.3.Khả năng tạo phức của Th(IV), U(VI) .......................................... 12
1.1.4.Trạng thái tự nhiên và ứng dụng ................................................... 13
1.1.4.1. Trạng thái tự nhiên ................................................................... 13
1.1.4.2. Ứng dụng của Th, U ................................................................. 13
1.2. Quặng monazit nam Đề Gi ................................................................. 14
1.2.1. Thành phần và tính chất ............................................................... 14
1.2.2. Các phương pháp phân hủy quặng............................................... 15
1.3. Phương pháp tách nguyên tố Thori và Urani .................................. 17
1.3.1. Phương pháp tách .......................................................................... 17
1.3.2. Lịch sử nghiên cứu ........................................................................ 18
1.3.2.1. Phương pháp kết tủa chọn lọc .................................................. 18
1.3.2.2. Phương pháp trao đổ i ion......................................................... 19
1.3.2.3. Phương pháp chiế t lỏng-lỏng ................................................... 22

download by :


1.4. Phương pháp chiết lỏng - lỏng ........................................................... 26
1.4.1. Khái niệm ....................................................................................... 26
1.4.2. Nguyên tắc của quá trình chiết ..................................................... 26
1.4.3. Định luật phân bố .......................................................................... 26
1.4.4. Hệ số phân bố (D) .......................................................................... 27
1.4.5. Phần trăm chiết (E%) .................................................................... 27
1.4.6. Hệ số cường chiết (Sk) ................................................................... 28
1.4.7. Hệ số tách β .................................................................................... 29
1.4.8. Cơ chế quá trình chiết (cơ chế Diamond)..................................... 29
1.4.9. Tác nhân chiết................................................................................ 30
1.4.9.1. Phân loại ................................................................................... 30
1.4.9.2. Yêu cầu chung ........................................................................... 31

1.5. Tác nhân chiết Tri-n-Butyl Photphat................................................ 31
1.5.1. Khái niệm, tính chất ...................................................................... 31
1.5.2. Ứng dụng ........................................................................................ 32
1.5.3. Khả năng chiết ............................................................................... 32
1.6. Quy hoạch thực nghiệm...................................................................... 33
1.6.1. Khái niệm ....................................................................................... 33
1.6.2. Các phương pháp quy hoạch thực nghiệm .................................. 34
1.6.3. Các mức yếu tố và giá trị mã hóa .................................................. 34
1.6.3.1. Các mức yếu tố ......................................................................... 34
1.6.3.2. Giá trị mã hóa ........................................................................... 35
1.6.4. Ma trận thực nghiệm ..................................................................... 35
1.6.5. Mơ hình thực nghiệm bậc hai tâm xoay ....................................... 36
1.6.6. Các bước quy hoạch thực nghiệm cực trị..................................... 39
1.6.6.1. Lựa chọn thông số nghiên cứu ................................................. 39
1.6.6.2. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm............................................... 39
1.6.6.3. Tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu ................................. 39
1.6.6.4. Xây dựng và kiểm tra mơ hình thực nghiệm ............................. 40

download by :


CHƯƠNG II. THỰC NGHIỆM .................................................................. 41
2.1. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ............................................................. 41
2.1.1. Hóa chất ......................................................................................... 41
2.1.1.1. Chất chuẩn, thuốc thử và tác nhân chiết .................................. 41
2.1.1.2. Dung mơi, và các loại hóa chất thơng dụng khác .................... 41
2.1.1.3. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất ............................................. 41
2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ......................................................................... 42
2.1.2.1. Dụng cụ ..................................................................................... 42
2.1.2.2. Thiết bị ...................................................................................... 42

2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 43
2.2.1. Qúa trình chiết Th(IV), U(VI) bằng tác nhân chiết TBP ............ 43
2.2.1.1. Sàng lọc các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI)
..................................................................................................... 43
2.2.1.2. Tối ưu hóa điều kiện chiết Th(IV), U(VI) bằng phương pháp đáp
ứng bề mặt (RSM) .................................................................................. 44
2.2.2. Qúa trình giải chiết ........................................................................ 44
2.2.3. Đặc trưng sản phẩm ở các giai đoạn ............................................ 44
2.2.3.1. Tách sơ bộ Th(IV), U(VI) ra khỏi các NTĐH bằng phương pháp
kết tủa ..................................................................................................... 44
2.2.3.2. Tinh chế Th(IV), U(VI) bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng .... 45
2.3. Các phương pháp phân tích ............................................................... 46
2.3.1. Phương pháp ICP-MS ................................................................... 46
2.3.2. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS ..................... 49
2.3.3. Phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X ................................ 49
2.4. Các phương pháp xử lý số liệu........................................................... 51
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................ 52
3.1. Tối ưu hóa quá trình chiết Th(IV), U(VI) ........................................ 52
3.1.1. Sàng lọc các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất chiết .......... 52
3.1.1.1. Ảnh hưởng dung môi ................................................................ 52
3.1.1.2. Ảnh hưởng của axit ................................................................... 54

download by :


3.1.1.3. Ảnh hưởng nồng độ TBP .......................................................... 56
3.1.1.4. Ảnh hưởng của nồng độ axit HNO3 .......................................... 59
3.1.1.5. Ảnh hưởng tỉ lệ pha hữu cơ:nước ............................................. 61
3.1.1.6. Ảnh hưởng của thời gian chiết ................................................. 62
3.1.2. Tối ưu hóa và đánh giá phần trăm ảnh hưởng của các yếu tố

chính đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) bằng RSM ............................. 66
3.1.2.1. Ma trận thí nghiệm và hồi quy.................................................. 66
3.1.2.2. Phân tích phương sai ................................................................ 72
3.1.2.3. Mặt đáp ứng 3 chiều ................................................................. 73
3.2. Tối ưu hóa q trình giải chiết Th(IV), U(VI) ................................. 76
3.2.1. Ảnh hưởng của chất giải chiết ...................................................... 77
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit H2SO4 đến hiệu suất giải chiết ..... 79
3.2.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha nước:hữu cơ ......................................... 81
3.2.4. Ảnh hưởng của số lần giải chiết ................................................... 83
3.3. Đặc trưng sản phẩm ở các giai đoạn ................................................. 84
3.3.1. Giai đoạn tách sơ bộ Th(IV) và U(VI) .......................................... 85
3.3.2. Sản phẩm quá trình chiết .............................................................. 88
KẾT LUẬN .................................................................................................... 91
DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ ................................. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 94

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

DANH MỤC VIẾT TẮT
Tên viết tắt
AAS
ANOVA
CCC
CCD
DF
EDX
HEH(EHP)

ICP-AES
ICP-MS
MS
NTĐH
RE
REEs
RSM
RSD
TBP
TEHP
TiAP
TiBP
TOA
TPPO
TsBP
SD
SEM
SS
UV-VIS

Tên đầy đủ
Quang phổ hấp thụ nguyên tử
Phân tích phương sai
Thiết kế tổng hợp trung tâm
Thiết kế thí nghiệm có tâm
Bậc tự do
Phổ tán sắc năng lượng tia X
2-ethylhexyl phosphoric acid mono
2-ethylhexyl ester
Quang phổ nguồn plasma cảm ứng

cao tần kết nối quang phổ phát xạ
nguyên tử
Quang phổ nguồn plasma cảm ứng
cao tần kết nối khối phổ
Trung bình của bình phương
Ngun tớ đấ t hiế m
Rare Earth (Đấ t hiế m)
Các nguyên tố đấ t hiế m
Phương pháp đáp ứng bề mặt
Độ lệch chuẩn tương đối
Tri-n-Buty Photphat
Tris (2-ethylhexyl) photphat
Tri-isoamyl photphat
Tri-iso-butyl photphat
Trioctylamin
Triphenylphotphin oxit
Tri -sec-butyl photphat
Độ lệch chuẩn
Quang phở huỳnh quang
Tổng bình phương
Quang phổ hấp thụ phân tử vùng tử
ngoại khả kiến

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số đặc điểm của các nguyên tố Actionit ................................... 4
Bảng 1.2. Các thông số vật lý của Thori và Urani ............................................ 5
Bảng 1.3. Chu kì bán rã của các đồng vị Thori, Urani ................................... 13
Bảng 1.4. Bảng các giá trị d, điể m tâm tính trước khi biế t loa ̣i mô hình hóa
trong ma trận bậc 2 tâm xoay .......................................................................... 37
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các loại dung môi hòa tan TBP
đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) ................................................................... 53
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các axit khác nhau đến hiệu suất
chiết Th(IV), U(VI) ......................................................................................... 54
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết TBP đến
hiệu suất chiết Th(IV), U(VI).......................................................................... 56
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết
Th(IV), U(VI) .................................................................................................. 59
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích của pha hữu cơ:nước
đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI) ................................................................... 61
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất chiết
Th(IV), U(VI) .................................................................................................. 63
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của loại muối đẩy đến hiệu suất chiết
Th(IV), U(VI) .................................................................................................. 64
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ Al(NO3)3 đến hiệu suất
chiết Th(IV), U(VI) ......................................................................................... 65
Bảng 3.9. Gía trị thực và mã hóa tương ứng của các biến cho ma trận thí nghiệm
Th(IV).............................................................................................................. 67
Bảng 3.10. Gía trị thực và mã hóa tương ứng của các biến cho ma trận thí
nghiệm U(VI) .................................................................................................. 67

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

Bảng 3.11. Ma trận thí nghiệm và kết quả thực nghiệm ................................. 68
Bảng 3.12. Giá trị hệ số hồi quy (biến mã hóa) cho hàm mục tiêu hiệu suất chiết
Th(IV) (Y1) ...................................................................................................... 69
Bảng 3.13. Giá trị hệ số hồi quy (biến mã hóa) cho hàm mục tiêu hiệu suất chiết
U(IV) (Y2) ....................................................................................................... 70
Bảng 3.14. Phân tích phương sai (ANOVA) hàm hồi quy hiệu suất chiết Th(IV)
(Y1) .................................................................................................................. 72
Bảng 3.15. Phân tích phương sai (ANOVA) hàm hồi quy hiệu suất chiết U(VI)
(Y2) .................................................................................................................. 73
Bảng 3.16. Điều kiện tối ưu quá trình chiết Th(IV), U(VI) bằng TBP........... 76
Bảng 3.17. Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của các loại axit đến hiệu suất giải
chiết Th(IV), U(VI) ......................................................................................... 77
Bảng 3.18. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ H2SO4 đến hiệu suất giải
chiết Th(IV), U(VI) ......................................................................................... 80
Bảng 3.19. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ pha nước:hữu cơ đến hiệu suất
giải chiết Th(IV), U(VI) .................................................................................. 82
Bảng 3.20. Kết quả khảo sát số lần giải chiết ................................................. 83
Bảng 3.21. Thành phần nguyên tố trong kết tủa R1 xác định theo phương pháp
SEM-EDX ....................................................................................................... 85
Bảng 3.22. Thành phần nguyên tố của kết tủa R2 xác định theo phương pháp
SEM-EDX ....................................................................................................... 86
Bảng 3.23. Thành phần nguyên tố của kết tủa Thori (rắn R3) xác định theo
phương pháp SEM-EDX ................................................................................. 87
Bảng 3.24. Thành phần nguyên tố của chất rắn R4 xác định theo phương pháp
SEM-EDX ....................................................................................................... 88
Bảng 3.25. Thành phần hóa học của ThO2 xác định theo phương pháp SEMEDX ................................................................................................................. 89

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

Bảng 3.26. Thành phần hóa học của kết tủa UO3 xác định theo phương pháp
SEM-EDX ....................................................................................................... 90
Bảng 3.27. Hiệu suất thu hồi Thori tồn bộ q trình..................................... 90
Bảng 3.28. Hiệu suất thu hồi Urani tồn bộ q trình .................................... 90

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. ThO2 và cấu trúc mạng tinh thể. ....................................................... 7
Hình 1.2. Phổ huỳnh quang tia X của mẫu tinh quặng monazit nam Đề Gi... 15
Hình 1.3. Cấu trúc khơng gian ba chiều Tri-n-Butyl Phoyphat (TBP). .......... 31
Hình 1.4. Mơ phỏng các điểm “*” và tâm thí nghiệm. ................................... 37
Hình 2.1. Bộ lắc phễu chiết. ............................................................................ 43
Hình 2.2. ICP-MS Thermo Scientific (Viện Hóa Học, VAST). ..................... 43
Hình 3.1. Ảnh hưởng của dung mơi pha lỗng đến khả năng chiết Th(IV) và
U(VI). .............................................................................................................. 53
Hình 3.2. Ảnh hưởng của các loại axit khác nhau đến hiệu suất chiết Th(IV),

U(VI). .............................................................................................................. 55
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ TBP đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI). . 57
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ HNO3 đến hiệu suất chiết Th(IV),
U(VI). .............................................................................................................. 60
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha hữu cơ:nước đến hiệu suất chiết Th(IV),
U(VI). .............................................................................................................. 62
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất Th(IV), U(VI). ................. 63
Hình 3.7.Ảnh hưởng của các loại muối đẩy đến hiệu suất thu hồi Th(IV), U(VI).
......................................................................................................................... 64
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ Al(NO3)3 đến hiệu suất chiết Th(IV), U(VI).
......................................................................................................................... 65
Hình 3.9. Phân bố giữa giá trị dự đoán và thực nghiệm của Th(IV). ............. 71
Hình 3.10. Phân bố giữa giá trị dự đốn và thực nghiệm của U(VI). ............. 71
Hình 3.11. Mặt đáp ứng không gian 3 chiều và các đường đồng mức thể hiện
hiệu ứng tương tác của nồng độ TBP; HNO3; tỉ lệ pha và thời gian đến hiệu
suất chiết Th(IV). ............................................................................................ 74

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

Hình 3.12. Mặt đáp ứng khơng gian 3 chiều và các đường đồng mức thể hiện
hiệu ứng tương tác của nồng độ TBP; HNO3; tỉ lệ pha và thời gian đến hiệu
suất chiết U(VI). .............................................................................................. 75
Hình 3.13. Ảnh hưởng của các loại axit đến hiệu suất giải chiết Th(IV), U(VI).
......................................................................................................................... 78
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nồng độ axit H2SO4 đến hiệu suất giải chiết Th(IV),

U(VI). .............................................................................................................. 80
Hình 3.15. Ảnh hưởng của tỉ lệ pha nước:hữu cơ đến hiệu suất giải chiết Th(IV),
U(VI). .............................................................................................................. 82
Hình 3.16. Ảnh hưởng của số lần giải chiết đến hiệu suất thu hồi Th(IV), U(VI).
......................................................................................................................... 84
Hình 3.17. Phân tích SEM- EDX xác định thành phần các ngun tố trong kết
tủa R1. ............................................................................................................. 85
Hình 3.18. Phân tích SEM- EDX xác định thành phần các nguyên tố trong kết
tủa R2. ............................................................................................................. 86
Hình 3.19. Phân tích SEM- EDX xác định thành phần nguyên tố của rắn
R3. ................................................................................................................... 87
Hình 3.20. Phân tích SEM- EDX xác định thành phần nguyên tố của kết tủa
R4. ................................................................................................................... 88
Hình 3.21. Phân tích SEM- EDX xác định thành phần hóa học ThO2. .......... 89

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Sơ đồ chế hóa quặng monazit – phương pháp axit. ....................... 16
Sơ đồ 1.2. Sơ đồ chế hóa quặng monazit – phương pháp kiềm. ..................... 17
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tách sơ bộ Thori ra khỏi các nguyên tố hiếm. ..................... 45
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tinh chế Thori bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng. ............. 46
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ tinh chế Urani bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng.............. 46

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

1

MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Ngày nay, cùng với sự phát triể n của khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t thì ngun tớ đấ t
hiế m (NTĐH) và hợp chấ t của chúng càng khẳ ng đinh
̣ vai trò quan tro ̣ng. Nhờ
các tin
́ h chấ t đă ̣c biê ̣t cho nên NTĐH đươ ̣c ứng du ̣ng trong nhiề u liñ h vực khác
nhau như: công nghiê ̣p điêṇ tử, chế ta ̣o vâ ̣t liêu,
̣ công nghê ̣ silicat, hóa dầ u,
luyê ̣n kim, chăn nuôi, y ho ̣c,…
Với trữ lượng đất hiếm dồi dào (khoảng 17 - 22 triệu tấn) đứng thứ 3 trên
thế giới, phân bổ chủ yếu ở các tỉnh Tây Bắc như: Bắc Nậm Xe, Nam Nậm Xe,
Đông Pao (Lai Châu), Mường Hum (Lào Cai) và Yên Phú (Yên Bái) và các
tỉnh ven biển từ Thanh Hóa đến Bà Rịa, Vũng Tàu thì việc khai thác nguồn tài
nguyên này chắc chắn sẽ đem đến cho nước ta nhiều lợi ích về kinh tế. Theo
tính tốn của giới khoa học, giá thị trường hiện là 800 USD/tấn đất hiếm, nếu
tách riêng các nguyên tố có trong đất hiếm để bán, giá sẽ tăng lên nhiều lần,
khoảng 1 triệu USD/tấn nguyên tố. Hơn 200 loa ̣i khống sản khác nhau có chứa
các ngun tớ hiếm, tuy nhiên chỉ có ba loại được sử dụng để tách các nguyên
tố đất hiếm, cụ thể là bastnasit với thành phần (RE)(CO3)F, monazit (RE)PO4
và xenotim YPO4 [19],[34],[85], trong đó quă ̣ng monazit là nguồ n khai thác
chin

́ h thứ hai sau bastnasit [9]. Loa ̣i quă ̣ng này phân bố chủ yế u do ̣c theo các
tỉnh ven biể n nước ta, đă ̣c biêṭ là các tỉnh miề n trung trong đó có sa khoáng
nam Đề Gi, Bình Đinh.
̣ Ngồi các ngun tớ hiế m, quă ̣ng monazit còn chứa
các nguyên tố khác như Thori, Urani, Zirconi, Silic,…[34],[59].
Viê ̣c khai thác, tinh chế các nguyên tố hiế m từ quă ̣ng monazit tiềm ẩn
nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao hơn khai thác than đá, dầu mỏ rất nhiều
vì chế biến đất hiếm phải dùng nhiều loại hóa chất có ảnh hưởng đến mơi
trường. Ngồi ra, trong đất hiếm có những khống chất tiề n phóng xa ̣ như

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

2

Thori, Urani. Do đó cầ n phải nghiên cứu tách các nguyên tố này trong quá trin
̀ h
khai thác nguyên tố hiế m.
Bên ca ̣nh ha ̣n chế ảnh hưởng đế n môi trường trong quá trình tinh chế
nguyên tố hiế m. Thori và Urani thu đươ ̣c còn có những ứng du ̣ng rấ t quan tro ̣ng
trong liñ h vực công nghê ̣ cao như: chế ta ̣o hơ ̣p kim có nhiê ̣t đô ̣ nóng chảy cao
trong liñ h vực hàng không vũ tru ̣, xúc tác trong cơng nghiê ̣p lo ̣c hóa dầ u,…Vì
hiêṇ nay điện hạt nhân vẫn là một trong những lựa chọn khả thi cho công cuộc
theo đuổi năng lượng tái tạo sạch. Sản xuất một lò phản ứng Th là một bước
đột phá lớn trong ngành năng lượng. Không giống như U, nhiên liệu lị phản
ứng Th khơng tạo ra chất Plutoni để làm vũ khí hạt nhân. Ngồi ra, các chất

thải từ các lị phản ứng Thori ít nguy hiểm hơn, trường hợp rị rỉ để lại phóng
xạ kéo dài ngắn hơn, ở mức hàng trăm năm chứ không phải hàng ngàn năm như
Urani.
Phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ và phương pháp sắc ký trao đổi
ion đang được coi trọng trong quá trình tách, phân chia các các nguyên tố hiế m,
Thori và Urani. So với phương pháp sắc ký trao đổi ion, phương pháp chiết
bằng dung mơi hữu cơ dễ tự động hóa và triển khai mở rộng sản xuất với hiệu
quả kinh tế cao. Chính vì những lý do trên, chúng tôi quyế t đinh
̣ cho ̣n đề tài “
Nghiên cứu quy trình tách Thori, Urani từ quă ̣ng monazite nam Đề Gi bằ ng
phương pháp chiế t lỏng - lỏng”.
2. Mục tiêu đề tài
- Tách sơ bộ Thori, Urani ra khỏi các nguyên tố hiếm bằng phương pháp kết
tủa.
- Tinh chế Thori, Urani bằng phương pháp chiết lỏng-lỏng với tác nhân chiết
Tri-n-Butyl Photphat (TBP).

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

3

3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Thori, Urani.
- Phạm vi nghiên cứu: quặng monazit nam Đề Gi.
4. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp chiết lỏng - lỏng.
- ICP-MS: xác định hàm lượng Th, U trong quá trình chiết và giải chiết.
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm và xử lý thống kê.
- Phổ tán xạ năng lượng tia X (EDX).
5. Cấu trúc luận văn
Luận văn được kết cấu gồm các phần:
Mở đầu
Chương I. Tổng quan lí thuyết
Chương II. Thực nghiệm
Chương III. Kết quả và thảo luận
Kết luận và kiến nghị.

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

4

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1.Khái quát chung về Thori (Th), Urani (U)
1.1.1. Giới thiệu Thori, Urani
Trong bảng hệ thống tuần hoàn, Thori là ngun tố phóng xạ thuộc nhóm
IIIB, chu kì 7, số hiệu nguyên tử Z = 90, nguyên tử khối MTh = 232,22.
Urani là nguyên tố phóng xạ thuộc nhóm VIB, chu kỳ 7, số hiệu nguyên tử
Z = 92, nguyên tử khối MU = 238,03.
Thori, Urani cùng với các nguyên tố: Protactini (Pa), Neptuni (Np), Plutoni
(Pu), Amenxi (Am), Curi (Cm), Beckeli (Bk), Califoni (Cf), Ensteni (Es),

Fecmi (Fm), Mendelevi (Md), Nobeli (No), Lorenxi (Lr) được xếp vào họ
actini. Trong các actinoit chỉ Th, U và Pa tồn tại trong vỏ Trái đất [5],[6].
Bảng 1.1. Một số đặc điểm của các ngun tố Actionit [1],[6]

Ngun
tố
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fm
Md
No
Lr

Điện
tích
hạt
nhân
89
90
91
92

93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103

Cấu hình
electron
ngun tử
6d17s2
6d27s2
5f26d17s2
5f36d17s2
5f57s2
5f67s2
5f77s2
5f76d17s2
5f86d17s2
5f107s2
5f117s2
5f127s2
5f137s2
5f147s2
5f146d17s2

Bán
kính
ngun
o
tử ( A )
2,03
1,80
1,62
1,53
1,50
1,62
-

Bán
kính
An3+

Bán
kính
An4+

1,11
1,08
1,05
1,03
1,01
1,00
0,99
0,98

-

0,94
0,90
0,89
0,87
0,86
0,85
0,83
-

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :

Thế điện cực
chuẩn (V)
3+
An /A An4+/A
n
n
-2,6
-1,899
-1,95
-1,70
-1,798
-1,50
-1,856
-1,355
-2,031

-1,272
-2,38
-


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

5

1.1.2. Các dạng tồn tại của Thori, Urani
1.1.2.1. Thori, Urani đơn chất

 Tính chất vật lý:
Thori nguyên chất là một kim loại có ánh bạc, bền trong khơng khí và giữ
được ánh kim trong khoảng vài tháng. Khi lẫn với oxit, Thori bị mờ đi từ từ
trong khơng khí và chuyển sang màu xám và cuối cùng là đen. Các tính chất
vật lý của Thori chịu ảnh hưởng lớn bởi mức độ lẫn với oxit [5]. Thori nguyên
chất mềm, dễ uốn và có thể cuộn trịn ở trạng thái lạnh (khơng cần gia nhiệt),
dập nóng và kéo dài. Thori có hai kiểu cấu trúc và chúng biến đổi ở 1400 °C từ
lập phương tâm mặt sang lập phương tâm khối. Khi nung nóng trong khơng
khí, kim loại Thori phát cháy và có ngọn lửa sáng màu trắng [42].
Urani là kim loại có cấu trúc mạng tinh thể trực thoi, màu trắng bạc, độ
phóng xạ yếu [42], độ dương điện mạnh và độ dẫn điện kém. Bên cạnh đó nó
cịn có tính dẻo, dễ uốn, mềm hơn thép và có tính thuận từ. Kim loại Urani có
mật độ rất lớn, đặc hơn chì khoảng 70 %, nhưng nhẹ hơn vàng [5].
Bảng 1.2. Các thông số vật lý của Thori và Urani

STT

Thông số

Thori

Urani

1

Tỉ khối (g/cm3, ở 0 °C)

11,7

19

2

Nhiệt độ nóng chảy (oC)

1750

1133

3

Nhiệt độ sơi (oC)

4200

3860

4

Nhiệt lượng nóng chảy (kJ/mol)

13,81

9,14

5

Nhiệt bay hơi (kJ.mol−1)

514,0

417,1

6

Nhiệt dung (J.mol−1.K−1, ở 25 °C)

26,23

27,67

7

Độ dãn nở nhiệt (µm.m−1.K−1, ở 25 °C)

11,0

13,9

8

Độ dẫn nhiệt (W.m−1.K−1)

54,0

27,5

9

Điện trở suất (µΩ.m, ở 0 °C)

0,147

0,280

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

6

 Tính chất hóa học
Về mặt hóa học các actinoit nói chung, Thori và Urani nói riêng đều hoạt
động. Trong khơng khí Thori và Urani đều bị oxi hóa dần bởi oxi và nitơ, đặc
biệt hơn khi ở dạng bột mịn có tính tự cháy. Khi đốt cháy trong khí oxi, chúng

tạo nên những hợp chất ứng với số oxi hóa bền nhất của nguyên tố [1],[5],[6].
Th + O2 → ThO2 (250 oC, cháy trong khơng khí)

(1.1)

3U + 4O2 → U3O8 (hay UO2.2UO3)

(1.2)

3Th + 2N2 → Th3N4 (1200-1300 oC)

(1.3)

2U + N2 → 2UN

(1.4)

(>1200 oC)

Thori và Urani tác dụng với hầu hết các nguyên tố phi kim. Chúng dễ dàng
tác dụng với hidro để tạo thành hidrua (ThH4; UH3) khá hoạt động về mặt hóa
học.
Th + 2X2 → ThX4 (X=F, t thường; X = Cl, 450-500 oC)

(1.5)

2U + 3X2 → 2UX3 (X=F, t thường; X = Cl, 450-500 oC)

(1.6)

Th + 2S → ThS2 (500-600 oC)

(1.7)

→ U2S3

(1.8)

Th + 2H2 → ThH4 (250 oC)

(1.9)

2U + 3H2 → 2UH3 (250 oC)

(1.10)

2U + 3S

Trong dãy điện thế Thori và Urani đứng trước hidro (EoTh4+/Th = -1,899 V;
EoU3+/U = -1,5 V) nên dễ dàng tác dụng với nước và axit. Tuy nhiên phản ứng
với nước tương đối phức tạp.
U + 2H2O(hơi) → UO2 + 2H2

(1.11)

Th + 4H2O(hơi) → Th(OH)4 + 2H2

(1.12)

Hidro sinh ra tác dụng với kim loại tạo thành hidrua, sau đó có thể tác

dụng với hơi nước theo phản ứng:
2UH3 + 4H2O → 2UO2 + 7H2
Phản ứng với các dung dịch axit khơng có tính oxi hóa xảy ra chậm.

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :

(1.13)


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

7

Th + 4HCl(hơi) → ThCl4 + 2H2 (khi có mặt HF)

(1.14)

2U + 6HCl(hơi) → 2UCl3 +3H2

(1.15)

Thori và Urani tác dụng nhanh với axit clohidric đặc tạo nên sản phẩm
không tan màu đen, có thành phần gần đúng đó là HThO(OH) và UH(OH)2.
Axit nitric đặc thụ động hóa với Thori và Urani, nhưng khi có mặt ion F- thì
tính thụ động biến mất. Cơ chế của quá trình này chưa được xác định rõ nhưng
đây là quá trình tốt nhất để hịa tan Thori và Urani.
Thori và Urani khơng tác dụng với kiềm ở điều kiện thường.
1.1.2.2. Các oxit của Thori và Urani

 Thori dioxit (ThO2)
- Tính chất vật lý: ThO2 là chất rắn màu trắng, có cấu trúc mạng tinh thể florit
[5]. Nó nóng chảy ở nhiệt độ 3050 oC và là oxit kim loại khó nóng chảy nhất
nên được dùng làm vật liệu chịu nhiệt [37].

Hình 1.1. ThO2 và cấu trúc mạng tinh thể.

- Tính chất hóa học: ThO2 khơng tan trong nước, axit lỗng, amoniac và cả
kiểm nóng chảy trừ axit sunfuric đặc, axit nitric đặc.
ThO2 + 3H2SO4(đặc, nóng) → [Th(HSO4)(SO4)]HSO4 + 2H2O

(1.16)

[Th(HSO4)(SO4)]HSO4(dd) → Th(SO4)2 + H2SO4 (0 oC, pha loãng bằng
nước)

(1.17)

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

8

ThO2 + 4HNO3(đặc) → Th(NO3)4 + 2H2O (khi có mặt HF)

(1.18)

ThO2 + 4HF → ThF4 + 2H2O

(toC = 400-500 oC)

(1.19)

ThO2 + 2Cl2 + 2CO → ThCl4 + 2CO2 (toC = 400-500 oC)

(1.20)

ThO2 + 2H2S → ThS2 + 2H2O

(toC = 1300-1500 oC)

(1.21)

(toC = 1400 oC)

(1.22)

ThO2 + SiO2 → ThSiO4

ThO2 + 4KHSO4 → Th(SO4)2 + 2K2SO4 + 2H2O(toC=350-400 oC)(1.23)
Thori oxit bị canxi khử khi đun nóng ở nhiệt độ 950 oC trong khí quyển
Argon [5].
ThO2 + 2Ca → Th + 2CaO

(1.24)

Thori được tạo nên khi đốt cháy kim loại trong khơng khí ở 250 oC hoặc
nhiệt phân hidroxit hay muối nitrat.
Th + O2 → ThO2
Th(OH)4

→

(250 oC, cháy trong khơng khí) (1.25)

ThO2 + 2H2O

Th(NO3)4 → ThO2 + 4NO2 + O2

(trên 470 oC)

(1.26)

(trên 470 oC)

(1.27)

 Urani dioxit (UO2)
- Tính chất vật lý: là chất rắn màu nâu, có cấu trúc tinh thể giống với ThO2,
nóng chảy ở 2176 oC [5],[53],[73].
- Tính chất hóa học: Khi đung nóng trong khơng khí sẽ tạo thành U3O8
3UO2 + O2 → U3O8

(700 oC)

(1.28)

UO2 không tan trong nước, axit loãng và kiềm nhưng tan trong dung dịch
axit nitric tạo thành uranyl nitrat [5].
3UO2 + 8HNO3 → 3UO2(NO3)2 + 2NO + 4H2O

(1.29)

Urani dioxit được tạo thành khi sử dụng H2 hoặc CO khử các oxit của
Urani có số oxi hóa cao hơn [7].
UO3 + H2 → UO2 + H2O

(700 oC)

(1.30)

U3O8 + 2CO → 3UO2 + 2CO2 (750 oC)

(1.31)

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :


luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

9

 Urani trioxit (UO3)

- Tính chất vật lý: là chất rắn màu da cam, ở dạng tinh thể hoặc vô định hình,
bị phân hủy khi đun nóng.
6UO3 → 2U3O8 + O2

(450 oC)

(1.32)

- Tính chất hóa học: nó tác dụng với nước, axit và kiềm [5],[6].
UO3 + H2O → UO2(OH)2

(1.33)

UO3 + H2SO4 → UO2SO4 + H2O

(1.34)

UO3 + 3Na2CO3 + H2O → Na4[UO2(CO3)3] + 2NaOH

(1.35)

Urani trioxit được sử dụng để điều chế UO2, UF6. Nó được tạo thành khi
nhiệt phân muối uranyl nitrat hay muối amoni diuranat.
2UO2(NO3)2 → 2UO3 + 4NO + 3O2

(1.36)

(NH4)2U2O7 → 2UO3 + 2NH3 + H2O

(1.37)

 Oxit hỗn hợp (U3O8)
- Tính chất vật lý: Oxit hỗn hợp U3O8 (hay UO2.2UO3) là chất rắn màu lục
thẫm, gần như đen [87]. Bị phân hủy khi đung nóng trong chân khơng.
U3O8 → 3UO2 + O2 (1000 oC)

(1.38)

- Tính chất hóa học: khi đun nóng trong dịng khí O2, nó tạo nên UO3 [51]
2U3O8 + O2 → 6UO3 (550 oC)

(1.39)

Nó khơng tác dụng với nước, axit loãng, kiểm và amoniac nhưng tác
dụng với các axit sunfuric và nitric đặc [5].
U3O8 + 8HNO3 (đặc) → U(NO3)4 + 2UO2(NO3)2 + 4H2O

(1.40)

Ở nhiệt độ cao, U3O8 cịn tác dụng với các khí H2, F2, CO và H2S. Oxit
U3O8 được sử dụng để điều chế UO2 và UF6. Nó được tạo nên khi đốt cháy
Urani kim loại trong khơng khí hoặc bằng tác dụng của UO2 và hơi nước [5].
3UO2 + 2H2O → U3O8 + 2H2O (500 oC)

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :

(1.41)

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

10

1.1.2.3. Hydroxit của Thori và Urani

 Thori tetrahydroxit (Th(OH)4)
- Tính chất vật lý: Th(OH)4 kết tủa ở dạng nhầy màu trắng, khơng tan trong
nước [87].
- Tính chất hóa học: Khi ở nhiệt độ cao (>500 oC), Th(OH)4 nhiệt phân
tạo thành ThO2. Khi mới điều chế, nó hấp thụ khí CO2 tạo thành ThOCO3. Thori
tetrahydroxit thể hiện tính bazơ tương đối yếu, tan trong dung dịch axit tạo
thành muối của Th4+. Nó cũng có thể tan trong dung dịch cacbonat, citrat và
tactrat kim loại kiểm nhờ tạo nên những phức chất [5],[6].
Th(OH)4 → ThO2 + 2H2O

(1.42)

Th(OH)4 + 4HNO3 → Th(NO3)4 + 4H2O

(1.43)

Thori tetrahydroxit được điều tạo thành khi cho muối của Th(IV) tác
dụng với dung dịch kiềm.
Th(NO3)4 + 4NaOH → Th(OH)4 + 4NaNO3

(1.44)

 Uranyl hidroxit (UO2(OH)2)

- Tính chất vật lý: ở dạng tinh thể UO2(OH)2 có màu đỏ thẫm và khi ở dạng vơ
định hình nó có màu vàng. Uranyl hidroxit khơng tan trong nước và bị phân
hủy khi đun nóng [5].
UO2(OH)2 → UO3 + H2O (430 oC)

(1.45)

- Tính chất hóa học: Uranyl hidroxit là một chất lưỡng tính trong đó tính bazơ
trội hơn tính axit. Nó tan trong dung dịch axit loãng tạo nên muối uranyl
nhưng chỉ tác dụng với dung dịch kiềm đặc và amoniac.
UO2(OH)2 + 2HCl → UO2Cl2 + 2H2O

(1.46)

2UO2(OH)2 +2NaOH → Na2U2O7 + 3H2O

(1.47)

2UO2(OH)2 +2NH3 → (NH4)2U2O7 + H2O

(1.48)

luan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinhluan.van.thac.si.ung.dung.ky.thuat.phan.lop.du.lieu.trong.du.bao.bao.hong.dich.vu.cua.khach.hang.tai.vnpt.binh.dinh

download by :