автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.02, диссертация на тему:Влияние электрического поля на протекание поверхностных реакций и скорость экстракции некоторых f-элементов растворами Д2ЭГФК и ТБФ

■-(5 ^ ^ На правах рукописи

< 9

ПРОНИН Евгений Владимирович

ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА ПРОТЕКАНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ РЕАКЦИЙ И СКОРОСТЬ ЭКСТРАКЦИИ НЕКОТОРЫХ Г-ЗЛЕМЕНТОВ РАСТВОРАМИ Д2ЭГФК И ТБФ

05.17.02 - технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

МОСКВА - 1997г.

Работа выполнена на кафедре технологии редких, рассеянных и радиоактивных элементов Российского химико-технологического

университета им. Д.И. Менделеева, и кафедре физической и коллоидной химии Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Научный руководитель - кандидат химических наук, доцент Н.Ф. Кизим.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Е.В. Юртов; кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник И.В. Плетнев.

Ведущая организация - Московская Государственная академия химического машиностроения

Защита состоится «£?» Зи/!орд 199 В г.в ~час. в ауд. ксмф, -^вл на заседании диссертационного совета Д 053.34.12 в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева (125047, Москва, А-47, Миусская пл., д. 9).

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Автореферат разослан « 20 » Эе^ясуо^ 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета

З.Б.МУХА МЕТШИНА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Известно, что электрическое поле способно значительно интенсифицировать процессы экстракции как за счет создания развитой поверхности фазового контакта при электродиспергировании, так и за счет уменьшения времени коалесценции.

Вместе с тем, применение внешнего электрического поля приводит и к существенному увеличению коэффициента массопередачи. Так, на опытных установках достигается до 170 теоретических ступеней переноса на 1м. Однако, указанные данные относятся к системам, в которых отсутствуют химические реакции образования экстрагируемого соединения. Экстракция редкоземельных элементов (РЗЭ) растворами ди-(2-этилгексил)-фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) осложнена химической реакцией, возникновением спонтанной межфазной конвекции, образованием конденсированных межфазных пленок, что может определять особенности поведения такой и подобных систем во внешнем электрическом поле. Однако, исследования в данном направлении немногочисленны и носят фрагментарный характер.

Наряду с внешнем электрическим полем существенное влияние на скорость протекания процесса экстракции может оказывать и величина межфазного потенциала, в значительной степени определяемого как присутствием в системе посторонних поверхностно-активных веществ, так и самим экстрагентом. Одним из проявлений такого влияния является изменение ионного состава межфазных слоев и соответствующее изменение скорости химической реакции. Данные по количественному учету влияния межфазного потенциала на скорость массопереноса в экстракционных системах в литературе не обнаружены.

Указанные обстоятельства определили необходимость постановки настоящей работы.

Цель работы - изучение влияния электрического поля на кинетические закономерности поверхностных реакций и скорость экстракции (реэкстракции) некоторых Г-элементов и азотной кислоты растворами три-н-бутилфосфата и ди-(2- этилгексил)фосфорной кислоты. Для этого необходимо

• на основе модельных представлений изучить влияние межфазного потенциала на кинетические закономерности поверхностных реакций в системах с кислыми экстрагентами,

• исследовать влияние внешнего электрического поля на скорость экстракции церия(Ш), европия(Ш), празеодима(Ш) и азотной кислоты растворами три-н-бутилфосфата и ди-(2- этилгексил)фосфорной кислоты,

• разработать метод исследования кинетики экстракции (реэкстракции) в растущую каплю.

Научная новизиа. Впервые на основе модельных представлений рассмотрено влияние межфазного потенциала на скорость реакций образования экстрагируемого соединения в межфазном слое. Показано, что изменение межфазного потенциала приводит к изменению эффективного поряльт.

процесса для необратимых реакций, протекающих по БУ-механизму, и экстремальному виду зависимости потока целевого компонента от концентрации ионогенного ПАВ.

Изучено влияние внешнего электрического поля на кинетические закономерности процессов экстракции (реэкстракции) церня(Ш), европия(Ш), празеодима(Ш) и азотной кислоты растворами ТБФ, Д2ЭГФК через плоскую границу раздела фаз и в период роста капли в широком интервале концентраций. Установлено, что в присутствии спиртов и низкой концентрации РЗЭ в водной фазе наложение электрического поля приводит к уменьшению скорости экстракции через плоскую границу раздела фаз.

Практическая ценность. Разработан способ существенного повышения скорости экстракции в системах с ТБФ (наложение внешнего электрического поля), недостижимой при механическом перемешивании без нарушения сплошности плоской границы раздела фаз.

Разработан прием снижения скорости массопередачи РЗЭ (на 20-50%) при их экстракции растворами ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты, который может быть использован для управления процессом извлечения.

Разработан метод исследования кинетики экстракции (реэкстракции) в растущую каплю, и создана установка, которая использована при изучении кинетики процесса в трех экстракционных системах.

Апробация работы . Результаты работы доложены и обсуждены на IX Всесоюзной конференции по экстракции (Адлер, 1991), Всесоюзной конференции молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990), Международной конференции «Благородные и редкие металлы» (Донецк, 1994), X конференция по экстракции (Уфа, 1994).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ. Структура и объем работы . Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, выводов, списка литературы (/^наименований). Общий объем работы -{50 страниц, 15 таблиц и 40 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, ее практическое и научное значение, формулируется основная цель работы.

В аналитическом обзоре проведен анализ литературных данных по влиянию электрического поля на гидродинамическое поведение жидких диэлектриков и двухфазных систем жидкость - жидкость. Рассмотрены работы по межфазным процессам переноса во внешнем электрическом поле.

Экспериментальная часть.

Исследование влияния внешнего электрического поля на процесс экстракции через малообновляемую границу раздела фаз проводили на модифицированной диффузионной ячейке с перемешиванием со встроенными

параллельно границе раздела фаз электродами.

Изучение реэкстракции азотной кислоты в период роста капли осуществляли на установке оригинальной конструкции, представленной на рис.1.

5

Рис. 1. Схема экспериментальной установки для исследования массоперено-са в период роста капли. 1- стеклянная ячейка, 2 - капилляр, 3 - рабочие электроды, 4 - измерительные электроды, 5 - дозатор, 6 - редуктор, 7 - магазин сопротивлений, 8 - осциллограф, 9 - генератор сигналов низкочастотный, 10 - высоковольтный источник, 11 - миллиамперметр

При исследовании экстракции церия из растущей капли растворами ТБФ нижнюю часть ячейки (рис.1), до измерительных электродов, заполняли 0,1М НКОз, а в случае использования растворов Д2ЭГФК - 4 М НЬБО* и помещали в водную фазу дисковую мешалку.

Измерение поверхностного потенциала водных растворов Д2ЭГФК проводили методом динамического конденсатора.

Концентрацию РЗЭ в водных растворах определяли по стандартной методике, фотоколориметрически с использованием в качестве индикатора Арсена-зо-1.

Влияние межфазного потенциала на кинетические закономерности

поверхностных реакций ( модельные представления)

Влияние межфазного потенциала на протекание необратимой по

верхностной реакции рассматривали на примере реакций вида

НА + В+ ВА + Н+ (1) (2) (3)

При этом полагали, что процесс протекает в стационарном режиме, система содержит избыток катионов по сравнению с концентрацией экстрагента НА. Процесс экстракции в этом случае описывали следующей системой уравнений

d2 С. d2 С,

с граничными условиями

. n-r.JSjfc c,.<f.„J*, (2,

\=S С, = С,° ; С3 = О (3)

где Di - коэффициент диффузии, Ci - концентрация в объеме фазы, (Р- межфазный потенциал, F - число Фарадея, Т - температура, Л и Го - текущее и предельное значения величины адсорбции экстрагента, Ki - константа адсорбционного равновесия.

Поток экстрагируемого соединения определяется из следующего выражения

Д С,0 D.J,

—— --—-- J. = 0 (44i

S SK,(r0kC2-J%) ' к >

Если величина скорости реакции сопоставима с ветчиной предельного потока экстрагента на межфазную границу, то изменение межфазного потенциала будет приводить к изменению эффективного порядка процесса по экстрагенту (рис.2) и в зависимости от величины и знака потенциала режим процесса будет изменяться от кинетического до диффузионного.

При учете конкурирующей адсорбции экстрагента и однозарядного ионогенного ПАВ, определяющего величину потенциала, полагали, что предельная величина адсорбции не зависит от природы адсорбата, а межфазный потенциал определяется следующим выражением

2 RT Z,Frd

<р = ——arsh(—j= d J =) (5)

где Cd, Га - концентрация и величина адсорбции ПАВ, Za - знак заряда ионогенного ПАВ.

Из выражения для потока экстрагируемого соединения

S SK^kQ-J,) 3 ^ ;

Рис. 2. Зависимость потока экстрагируемого соединения от концентрации экстрагента (а) и ПАВ (б). П|=2-109 м2/с; 5=МО"5 м; С°2=2 моль/м3; к—10 м3/(мольс) (а); Го=4107 моль/м2, К|10,мЗ/(мольс): 1,2 -10; 3,4 - 0,1 моль/м2(а). кь м3/моль : 1,2 -10; 3 -3 (б); ф-10, В: 1,3-0; 2-(-0,5); 4 -(-1) (а); Кё=М02 м3/моль; Ю, м3/моль: 1,3-1; 2- 0,5 (б).

а) б)

Рис. 3. Зависимость потока от величины константы равновесия - К С°|=С°2=М0-4, кмоль/м3; Д1=Д2=310-9=Д5, м%; 51=52=Н0-&,м, Х=510"9,м; к!=10 Ь, м4/кмоль с: а - 1; б - 20; ф, в: 1 - 0; 2 - (-0,05); 3 - (-0,1); 4 - 0,02; 5 -0,03

следует, что при адсорбции катионных ПАВ скорость реакции уменьшается как за счет снижения концентрации извлекаемых катионов в межфазной области, так и за счет вытеснения молекул эктрагента с границы раздела фаз. Последнее обстоятельство приводит к экстремальному виду.зависимости потока экстрагируемого соединения от концентрации анионоактивно-го ПАВ (рис.2б).

При рассмотрении совместного протекания поверхностной и объемной реакций уравнения (1) дополнялись выражением опивывающим перенос экстрагента в объеме водной фазы

¿С,

= 0 (7)

и граничным условием С, а = С, ; х = 0,

где ку - константа скорости объемной реакции, а - коэффициент распределения экстрагента, (черта над буквенным обозначением - принадлежность к органической фазе).

В этом случае, распределение экстрагента и скорости реакции в диффузионном слое водной фазы будут зависеть от межфазного потенциала

С, = Л,с/г(.хл/а) + А2я1г(х4а) ( 8)

; а = к'С>% (9)

■ВС"

Л2=—ъ- Д|С| ---(10)

5, (-г1- &{54а) + к С,&{54а) + Я л/о) д,а

Очевидно, что при

к5 с2° ехр {-¥ IЛТ) »

г оха

процесс протекает в диффузионном режиме и определяется подводом экстрагента к межфазной границе, при этом основной вклад в образование экстрагируемого соединения вносит поверхностная реакция. При выполнении противоположного условия, основная зона реакции будет смещаться в объем водной фазы.

Влияние межфазного потенциала на протекание обратимых последовательных поверхностных реакций рассмотрено на примере системы

НА + В2+ ВА+ + Н+ быстро

(1) (2) (3) (4)

ВА+ + НА <—> ВА2 + Н+ медленно (5)

Предполагалось, что промежуточный заряженный комплекс существует только на границе раздела фаз.

В отличие от выше рассмотренных задач, в данной задаче учтен перенос к межфазной границе как молекул экстрагента, так и извлекаемого катиона, при этом перенос ионов в пределах двойного электрического слоя подчиняется основному уравнению электрохимической кинетики.

йгС2 ¿С, йю Ю2Р аг<р

Двойной электрический слой (ДЭС) описывали моделью плоского конденсатора, расстояние между обкладками которого Л, и линейным распределением потенциала. В этом случае

„2)

«ГС, 2F ас.

л „ с, с. ас, ас*

; С4 = С4°ех&,-Р<р/вт) (15)

где С2 - концентрация катионов вне ДЭС.

Поток экстрагируемого соединения определяется следующим выражением

]5=-В5Н1, (16)

где Н1 - корни кубического уравнения

Н|3 + Ь|Н|2 + Ь2Н|+Ъз = 0 (17)

Ь| = ( аз - аз - а5) / а?, Ьз = (ш - -м - а|) / аэ, Ьз = ( гл - а5 - Об + п - аг) / а? а! = 1 С1° Г, аз = 1 ГЬ , аз= IГ<1, а4 = 1 С102 И , а5 = 1ЬЬ, аб = 1ёЬ, а7 = 1 С102 g , а8 = 1 Ь е , а? = 1 d g , I = к| К/С4 , Ь = 4Б5 1 С|°Ш|, ё = (205 !/О02, Г=-П5КТЛ/(202Рр), Ь = С2° ехр ( 2¥(р! ИХ ), § = Б5 5г ехр (- 2Б <р! 11Т), т = кз С4 С50, п = ка С4 <5,

Анализ полученного решения показывает, что влияние межфазного потенциала в значительной степени определяется величинами константы равновесия (рнс.З) и констант скоростей прямой и обратной реакции. Увеличение констант скоростей приводит к уменьшению влияния потенциала.

Изменение межфазного потенциала может определяться не только адсорбцией посторонних ионогенных ПАВ, но и самим экстрагентом.

Измерение поверхностного потенциала в системе водный раствор Д2ЭГФК - воздух, методом динамического конденсатора, показали, что при переходе от 0,1 М раствора КС1 к насыщенному раствору Д2ЭГФК изменение поверхностного скачка потенциала составляет более 0,17 В и не достигает постоянного значения. Последнее обстоятельство, вероятно, связано с изменением состояния экстрагента на межфазной границе.

Изменение величины адсорбции и, соответственно, разности потенциалов между объемом водной фазы и межфазной границей, при заданном составе фаз, может достигаться прохождением электрического тока.

Для случая линейной изотермы адсорбции, в предположении, что ток через межфазную границу переносится только противоионами ПАВ, получено точное решение уравнения нестационарной молекулярной диффузии с учетом адсорбции и миграции.

Если ионы ПАВ сами способны участвовать в переносе тока через межфазную границу, то изменение концентрации ПАВ можно оценить по следующему приближенному уравнению

где 1,1 - числа переноса в водной и органической фазах.

Оценка адсорбции по уравнению Ленгмюра показывает, что указанная величина, в зависимости от плотности тока и времени прохождения, может изменяться от нуля до максимально возможного значения.

Влияние внешнего электрического поля на кинетические закономерности массопереноса через плоскую границу раздела фаз

Исследование кинетических закономерностей экстракции азотной кислоты растворами ТБФ в толуоле (гексан, октан, декан) показали, что во всем диапазоне изменения концентраций экстрагента (0,1 - 0,3 М ) и кислоты ( 1-9 М ) наложение электрического поля приводило к существенному увеличению скорости экстракции, особенно, при времени контакта фаз менее 10 мин. Развитие капиллярно-гравитационных волн под действием электрического поля обуславливает более интенсивное перемешивание межфазных слоев по сравнению с механическим перемешиванием; и при напряженности электрического поля более 2,5 кВ/см коэффициент массо-передачи в системе ТБФ, толуол - ГОЮз, ШО перестает зависеть от частоты вращения мешалки (рис.4). При этом, изменение коэффициента массо-передачи во всех системах оказывалось выше при отрицательной полярности электрода в водной фазе (рис.4). Подобное поведение может быть связано с особенностями строения двойного электрического слоя.

Показатели степени при концентрациях азотной кислоты и ТБФ в

(18)

уравнении скорости

J = к СтБФа CllNOb ,

определенные по начальному участку кинетической кривой при различных исходных концентрациях реагентов, близки к единице и увеличиваются в присутствии внешнего электрического поля, что может быть связано с изменением состава экстрагируемого комплекса.

а)

б)

^Е*1СГ5В\м

3 4 5 6 7 ш,С"1 -3,3 0 3,3

Рис. 4. Зависимость коэффициента массопередачи от интенсивности перемешивания (а) и напряженности электрического поля (б) Система: 0,2 ТБФ, толуол - 3.9 М ГОТОз (а); 0,1 ТБФ, СпН2п+2 -4M HN03(6).

Е Ю 5, B/M : 1 -0; 2 - 2,5(а); n: 1 - 10; 2 - 8; 3 - 6(6).

Особенностью изученных систем, в частности, при использовании в качестве растворителя гексана (рис.5), является значительное уменьшение коэффициента массопередачи при увеличении времени контакта фаз более 10 мин. Причем, величина изменения снижается с уменьшением частоты вращения мешалки (рис.5) и не может быть объяснена развитием межфазной конвекции. Высказано предположение, что одной из причин подобного поведения коэффициента массопередачи может явиться наличие медленного процесса.

Наложение на систему внешнего электрического поля приводит к смещению наблюдаемого явления в область больших значений коэффициента массопередачи.

Рис.5. Зависимость коэффициента массопередачи от времени контакта фаз, 0,1 М ТБФ, гексан - 4М НЫОз-со, с-': 1-3; 2-4; 3-5; 4-4 ш, с1 - 3

Е10-5, в/м: 1; 2; 3-0; 4-2,5 (а) Е Ю 5, в/м: 1-2,5; 2-4; 3-(-4) (б)

Возникновение межфазной конвекции при экстракции РЗЭ растворами Д2ЭГФК обуславливает незначительное влияние электрического поля при малых временах контакта фаз (1<300 с) (рис.6,7), несмотря на визуально наблюдаемые электроконвективные потоки. Что связано с движением более толстых, межфазных слоев по сравнению с теми, которые захватывают капиллярные волны. По мере протекания процесса экстракции, граница раздела фаз блокируется образующейся конденсированной межфазной пленкой, определяющей основное

20 40 х мин

Рис.б.Зависимость концентрации Се(Ш) в водной фазе от времени контакта фаз. 0,3 М Ди2ЭГФК, октан - Се(Ж)з)з, ШО.

напряженность электрического поля Е Ю"5, в/м: 3; 1; 2 - 0; 31; 1 ';2' - 3,1

Рис. 7. Зависимость концентрации Nd(III) в водной фазе от времени контакта фаз.

Е Ю5, В/м : 1 - 0; 2 - 3,3 (а); Е Ю5, В/м : 1 - 0; 2 - 3,3 (б)

0,1 М Д и 2ЭГФК, толуол - Nd(N03)3 - 0,012 М (а), 0,0087 (б)

сопротивление массопередаче. В этом случае влияние электрического поля также незначительно.

При уменьшении исходной концентрации РЗЭ ( Се, Ей, Рг) и в присутствии ряда добавок (глицерин, циклогексанол, алифатические спирты), наложение электрического поля приводило к снижению скорости экстракции (рис.8), что С*103

Рис. 8. Зависимость концентрации Се(Ш) в водной фазе от времени. 0,1 М Ди 2ЭГФК, глицерин, толуол - 8,75-Ю"3 М Се(Шз)з ЕЮ5, В/м: 1-0; 2-3,3

может быть связано с ориентацией молекул и увеличением вязкости межфазного слоя.

Введение в систему ионов цетилтриметиламмония вызывало образование в водной фазе осадка. К такому же результату приводило и уменьшение концентрации ионов РЗЭ ниже 8 моль/м3. Причем, наложение внешнего электрического поля смещало пороговую концентрацию осадкообразования в сторону больших

значений. Данное явление, очевидно, связано со смещением зоны реакции в объем водной фазы и служит косвенным подтверждением выводов, сделанных в предыдущей главе.

Влияние внешнего электрического поля на массоперенос в период роста капли

При реэкстракции азотной кислоты из разбавленных растворов три-бутилфосфата можно считать, что основное сопротивление массопередаче сосредоточено в органической фазе.

В этом случае, в период роста капли (водная фаза) при достаточно малых числах Рейнольдса поток переносимого вещества может быть описан выражением, аналогичным уравнению Ильковича, в предположении, что основное сопротивление массопереносу сосредоточено в сплошной фазе :

1 = (£)-(Со-С) (19)

или

Ск = А Т"6 V-"3 (2.0)

Отклонение экспериментально полученных зависимостей (рис.9) от уравнения ( 20 ) при больших периодах капания ( Т > 64 с ) может быть связано с движением поверхности, что особенно характерно для капель больших размеров. Другой возможной причиной может служить развитие межфазной конвекции. Наложение на систему внешнего электрического поля приводит к дальнейшему отклонению зависимости С = Г ( Т1'6, V'"3) от линейной.

Характерной особенностью полученных зависимостей является излом, соответствующий периоду формирования капель 47-50 с (рис.9), который может быть обусловлен усилением циркуляционных потоков внутри капли при уменьшении времени ее формирования.

Введение в водную фазу поверхностно-активных веществ должно приводить к стабилизации поверхности и соответственно к уменьшению циркуляционных эффектов. В действительности, внесение в водную фазу ПАВ типа сульфанола в количестве 10 мг/л не приводило к изменению характера зависимости, однако, наблюдалось некоторое (до 12%) увеличение скорости реэкстракции, что может быть обусловлено развитием поверхностной конвекции вследствие неравномерного распределения молекул ПАВ по поверхности растущей капли и снижения межфазного натяжения.

а) б)

С*102

С1|2*м"1

Рис. 9. Зависимость концентрации ГОчЮз в капле от внешнего напряжения (а) и времени её формирования (б).

время формирования капли Т, с 1-9,3; 2-43,0; 3-160,0; 4-614,1 (а) внешнее напряжение и 102, В 1 -0; 2-1,36 (б)

Рис.10. Зависимость среднего потока Се(Ш) из капли от напряжения на электродах. Система - 50% ТБФ, толуол - 1М Се(КОз)з, НгО. Объёмный расход раствора соТО10, м3/с: 1 - 4.08; 2 - 1.02; 3 - 0.22

Экстракция церия растворами ТБФ имеет те же закономерности, что и азотной кислоты. Так, средняя скорость экстракции, с увеличением времени формировании капли убывает значительно быстрее, чем это следует из уравнения ( 19 ), хотя уменьшение размера образующихся капель должно приводить к меньшему отклонению результатов эксперимента от зависимости, описываемой выражением ( 19 ). Однако, процесс протекает в гидродинамически неустойчивом направлении и, вследствие значительных градиентов плотности у поверхности капли и в объеме органической фазы развиваются конвективные потоки.

При экстракции церия из растущей капли растворами Д2ЭГФК, так же как и в случае плоской границы раздела фаз, имеют место развитие межфазной конвекции и образование конденсированных межфазных пленок. Однако, уже при малых значениях напряжения происходит заметное уменьшение объема образующихся капель и увеличения скорости экстракции, что, вероятно, обусловлено различием гидродинамической устойчивости систем со сферической и плоской границами раздела фаз. Кроме того, значительное влияние будет оказывать перенос церия внутри капли.

ВЫВОДЫ

1. На основе модельных представлений проведен анализ влияния межфазного потенциала на кинетические закономерности необратимых поверхностных реакций образования экстрагируемого соединения, протекающих по БУ-механизму.

Показано, что в случае кинетического или переходного режима процесса эффективный порядок по экстрагенту увеличивается с уменьшением величины межфазного потенциала. Установлено, что при высокой степени заполнения поверхности зависимость величины потока от концентрации анионоактивного ПАВ имеет экстремальный вид.

2. Доказано, что при совместном протекании необратимой межфазной и объемной реакций увеличение межфазного потенциала уменьшает вклад первой реакции в общую скорость процесса.

3. Рассмотрено влияние межфазного потенциала на кинетические закономерности обратимых последовательных реакций в межфазном слое. Показано, что увеличение констант равновесия и скоростей прямой реакции приводит к уменьшению влияния межфазного потенциала.

4. Получена изотерма поверхностного потенциала водных растворов Д2ЭГФК. Показано, что изменение величины поверхностного потенциала достигает 0,170 В при концентрации Д2ЭГФК 2,3 моль/м3.

5. На основе модельных представлений показано, что прохождение электрического тока через границу раздела фаз приводит к изменению состава межфазных слоев, изменению величины адсорбции и межфазного натяжения.

6. На модифицированной ячейке Льюиса изучена зависимость скорости экстракции и реэкстракции в системах ТБФ (0,1-0,3 кмоль/м3), толуол (гексан, октан, декан) - азотная кислота (1-9 кмоль/м3). Показано, что

наложение электрического поля во всех случаях приводило к увеличению скорости экстракции и оказывалось эффективнее механического перемешивания.

7. Исследовано влияние внешнего электрического поля на кинетические закономерности экстракции Се(Ш), N(1(111), Еи(Ш) (0,3-0,008 кмоль/м3) растворами Д2ЭГФК (0,3-0,1 кмоль/м3). Показано, что при высоких концентрациях ионов металла и экстрагента и малом времени контакта фаз (К300с) влияние электрического поля отсутствует. Установлено, что введение спиртов (5-10 % об.) снижает скорость массопередачи на 20-50%

!. Показано, что уменьшение исходной концентрации извлекаемого иона металла ниже 8 моль/м3 при концентрации Д2ЭГФК 0,3 кмоль/м3 приводит к смещению зоны реакции в объем водной фазы и образованию осадка. Установлено, что в присутствии внешнего электрического поля пороговая концентрация ионов металла, при которой начинается осадкообразование, смещается в сторону больших значений.

>. На установке оригинальной конструкции изучено влияние внешнего электрического поля на массоперенос в период роста капли в системах : 1) 0,1 М ТБФ, толуол, НЖ)з - Н20; 2) 50% ТБФ, толуол - Се(Ж>з)з; 3) Д2ЭГФК, изооктан, толуол - Се(Ж)з)з.

Показано, что во всех системах имеет место развитие межфазной нестабильности, а наложение внешнего электрического поля приводит к дальнейшему ее усилению.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

. Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Влияние электрического поля на реэкстрак-цгао азотной кислоты в системе трибутилфосфат, толуол - вода. // Ж.Прикл.Химии. 1990. № 1. с.85-90.

. Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Влияние внешнего электрического поля на экс- тракцгао Се(Ш) растворами Д2ЭГФК.// Изв. ВУЗов. Хим. и хим. технол. 1991. № 1. с.62-66.

. Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Влияние внешнего электрического поля на мас-соперенос в период роста капли.// Тез. докл. Всес. конф. Молодых ученых по экстракции. М. 1990. с.70.

. Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Влияние внешнего электрического поля на мас-соперенос через плоскую границу раздела фаз жидкость - жидкость.// Тез. докл. Всес. Конф. молодых ученых по экстракции. М. 1990. с.71. . Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Влияние электрокапиллярности на кинетические закономерности межфазных реакций.// Тез. докл. IX Всесоюзной конф. по экстракции. М. 1991. с.88.

Е В. Пронин, Н.Ф. Кизим. Кинетические закономерности некоторых экстракционных процессов во внешнем электрическом поле.// Тез. докл. IX Всесоюзной конф. по экстракции. М. 1991. с.89.

Н.Ф. Кизим, Е.В. Пронин. Влияние внешнего электрического полм »■:

экс-тракцию некоторых РЗЭ растворами Д2ЭГФК.// Тез. докл. Между-нар. конф. «Благородные и Редкие металлы». Донецк. 1994. т. IV. с.67.

8. Н.Ф. Кизим, Е.В. Пронин. Влияние межфазного потенциала на кинетику экстракции катионов металлов.// Тез. докл. Междунар. конф. «Благородные и Редкие металлы». Донецк. 1994. т. IV. с.68.

9. Н.Ф. Кизим, Е.В. Пронин. Межфазный потенциал и кинетика экстракции.// Тез. докл. X Конф. по экстракции. М. 1994. с.106.

Ю.Н.Ф.Кизим, Е.В. Пронин. Экстракция в электрическом поле.//Тез. докл. X Конф. по экстракции. М. 1994. сЛ 07.

11. Н.Ф. Кизим, Е.В. Пронин. Двойной электрический слой и кинетика межфазных реакций в системе жидкость - жидкость.// Материалы научно-технической конференции Новомосковского филиала РХТУ имени Д.И.Менделеева. / Новомосковск. 1995. ч.1. с.153-155.