Mathematical modeling for facilitated transport of Ge(IV) through supported liquid membrane containing Alamine 336

A mathematical model was developed for the germanium facilitated transport from a medium containing tartaric acid using Alamine 336 as a carrier. Modeling was carried out based on the extraction constant (Kext) obtained from the liquid-liquid extraction (LLX) modeling. The LLX data was achieved from experiments with conditions being Alamine 336 concentrations of 0.1-10 %v/v from a solution containing about 1.378 mmol/L Ge (100 mg/L) and tartaric acid as an anionic complexant. The LLX model was attained using the equilibrium-based procedure and fitted to extraction experimental data for various carrier concentrations. This model presented an accurate extraction constant (Kext=0.02) used in the facilitated transport modeling. The flat sheet supported liquid membrane (FSSLM) experiments were conducted in the condition of 1.378 mmol/L Ge (100 mg/L), tartaric acid concertation of 2.760 mmol/L, 1 M HCl as a stripping phase and various Alamine 336 concentrations in the range of 0 to 35 %v/v. The FSSLM model was developed according to the Fick’s law, the diffusional transport, and equilibrium equations. According to the model, mass transfer and diffusion coefficients for various concentrations of the carrier were found. In addition, the calculated and experimental values had a good correlation with together showing the validity of the model. This model can be used in the further process simulation such as hollow fiber SLMs.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

2012, 425−439 Physicochemical Problems of Mineral Processing

Abstract. Leaching with sulfuric and hydrochloric acids for upgrading titanium slag obtained from the Qara-aghaj ilmenite concentrate to a high grade titanium dioxide (TiO 2 ) was studied. The titanium slag containing 72.7% TiO 2 and 7.8% Fe 2 O 3 was leached at varying solid/liquid (S/L) ratio, particle size, leaching time and acid concentration. The optimum amount of S/L ratio, particle size, acid concentration and leaching time using both acids were determined as 1:4, -100 m, 8% and 2 h. Under optimum conditions, by using sulfuric acid, a titanium dioxide concentrate with 86.8% TiO 2 and 1.87% Fe 2 O 3 was produced, while employing hydrochloric acid resulted in a concentrate containing 91% TiO 2 and 0.61% Fe 2 O 3 . The titanium dioxide concentrate prepared with hydrochloric acid, having acicular texture and by means of elongated separate particles; has less impurities than the one produced by sulfuric acid. The results demonstrate that hydrochloric acid dissolution of titanium slag and removing some impurities such as SiO 2 and MgO provide a product with good quality is prepared which is suitable as raw material for TiO 2 pigment production through the chloride process

Germanium transport across supported liquid membrane with Cyanex 923: Mathematical modeling

A mathematical model was developed to monitor the facilitated transport of germanium(IV) from oxalic acid solutions through a flat sheet supported liquid membrane (FSSLM) containing four trialkylphosphine oxides (Cyanex 923). The FSSLM modeling was based on the extraction constant (Kext) calculated from the liquid-liquid extraction (LLX) modeling. The LLX model presented a reliable calculation of the extraction constant (Kex= 2.057×103 L/mol4). The FSSLM model was solved using Matlab® software according to extraction constant, Fick's law, and diffusional principles. The model predicts the overall mass transfer coefficient (Korg) to be 3.84 cm/s. Using this value, diffusion coefficients (Dm) for various Cyanex 923 concentrations of 0.126, 0.252, 0.378, 0.505, 0.631 and 0.757 mol/L are found to be 8.50×10-4, 4.30×10-4, 1.87×10-4, 5.87×10-5, 2.57×10-5, 2.09×10-5 cm2/s, respectively. The results show that the diffusion rate of the current study is approximately more than that of similar FSSLM systems containing Cyanex 923 used to transport various metals. The modeling values are in good agreement with the experimental data, showing the good reliability of the mathematical model.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Non-dispersive selective extraction of germanium from fly ash leachates using membrane-based processes

Non-dispersive selective extraction of Ge(IV) tartrates was carried out from simulated fly ash solutions containing heavy metals through supported liquid membranes (SLM). The optimum transport was obtained using a PTFE membrane containing Alamine 336 5%v/v in the condition of tartaric acid 2.76 mmol/L and HCl 1 mol/L in feed and strip phases, respectively. Under this condition, a hollow fiber (HF) SLM experiment was conducted. The results showed that this system could transport germanium from the feed to the strip phase so much faster than the flat sheet (FS) SLM system. The rate of transport through HFSLMs is comparable to dispersive extractions.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Non-dispersive extraction of ge(IV) from aqueous solutions by cyanex 923: Transport and modeling studies

Transport process of germanium from an aqueous solution containing oxalic acid and 100 mg/L Ge was studied. Cyanex 923 immobilized in a polytetrafluoroethylene membrane was employed as a carrier in a flat-sheet supported liquid membrane (FSSLM) system. The speciation of the germanium ion in the oxalic acid medium and related diagrams were applied to study the transport of germanium. The effective parameters such as oxalic acid, carrier concentration, and strip reagent composition were evaluated in this study. Based on the experimental data, the oxalic acid and carrier concentrations of 0.075 mol/L and 20% v/v were the condition in which the efficient germanium transport was achieved, respectively. The concentration range of 0.04–0.1 mol/L was selected for sodium hydroxide (NaOH) as a strip reagent providing the best efficiency to transport germanium through the supported liquid membrane (SLM) system. Furthermore, the permeation model was obtained to calculate the mass transfer resistance of the membrane (¿m) and feed (¿f) phases. According to the results, the values of 1 and 1345 s/cm were found for ¿m and ¿f, respectivelyPeer ReviewedPostprint (published version

Valorisation de rejets miniers talqueux par voie physico-chimique (flottation) : influence des traitements sur la blancheur des concentrés

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNot availableLa présente recherche à pour objectif de mettre en valeur des rejets talqueux en cherchant leur reclassement dans des qualités nobles en se focalisant sur la séparation talc-carbonate-sulfure. Vu l'hydrophobie naturelle du talc, la méthode mise en œuvre est la flottation. La flottation répond aux conditions d'épuration. Les tests primaires conduisent à définir un essai de base à partir duquel les principaux paramètres pouvant influencer la qualité du flotté final ont été étudiés. Une étude de formulation de la blancheur est entreprise. Bien que présentant minéralogiquement une corrélation positive avec la teneur en talc, la blancheur des concentrés au delà d'un certain seuil de teneur ne vérifie plus cette corrélation. Parmi les paramètres prépondérants agissant sur la blancheur (W) des produits issus de ces rejets après traitement physico-chimique, on peut citer le mode du broyage. Il est le paramètre qui influence le plus la blancheur. La valeur de blancheur désirée de 88 n'a pu être atteinte qu'après un broyage à sec, Forplex à chocs. Lorsque les mêmes procédures de broyage et la flottation sont appliquées sur les produits commerciaux, confirmant l'effet de broyage, les valeurs de blancheur supérieures à 93 ont été obtenues. Des études, portant sur les qualités superficielles par IR et ATVC, sur l'hétérogénéité des surfaces par volumétrie d'adsorption de gaz, sur les paramètres structuraux par DRX, et sur les paramètres morphologiques par la géométrie fractale au travers de l'analyse d'images, ont été réalisées pour apporter des éléments de réponse à ces phénomènes. Le salissage des surfaces par des phases carbonatées induit une corrélation inverse par rapport à la blancheur. Cependant il ne peut pas être le seul responsable de la totalité de l'importante différence de la blancheur, W > 3% BaSO?, induite par les différents modes de broyage. Les variations d'homogénéité des faces latérales vont dans le même sens que les variations de blancheur. La morphologie des particules caractérisée par la dimension fractale montre une corrélation inverse entre la blancheur et les aspérités des particules

Valorisation de rejets miniers talqueux par voie physico-chimique (flottation) : influence des traitements sur la blancheur des concentrés

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNot availableLa présente recherche à pour objectif de mettre en valeur des rejets talqueux en cherchant leur reclassement dans des qualités nobles en se focalisant sur la séparation talc-carbonate-sulfure. Vu l'hydrophobie naturelle du talc, la méthode mise en œuvre est la flottation. La flottation répond aux conditions d'épuration. Les tests primaires conduisent à définir un essai de base à partir duquel les principaux paramètres pouvant influencer la qualité du flotté final ont été étudiés. Une étude de formulation de la blancheur est entreprise. Bien que présentant minéralogiquement une corrélation positive avec la teneur en talc, la blancheur des concentrés au delà d'un certain seuil de teneur ne vérifie plus cette corrélation. Parmi les paramètres prépondérants agissant sur la blancheur (W) des produits issus de ces rejets après traitement physico-chimique, on peut citer le mode du broyage. Il est le paramètre qui influence le plus la blancheur. La valeur de blancheur désirée de 88 n'a pu être atteinte qu'après un broyage à sec, Forplex à chocs. Lorsque les mêmes procédures de broyage et la flottation sont appliquées sur les produits commerciaux, confirmant l'effet de broyage, les valeurs de blancheur supérieures à 93 ont été obtenues. Des études, portant sur les qualités superficielles par IR et ATVC, sur l'hétérogénéité des surfaces par volumétrie d'adsorption de gaz, sur les paramètres structuraux par DRX, et sur les paramètres morphologiques par la géométrie fractale au travers de l'analyse d'images, ont été réalisées pour apporter des éléments de réponse à ces phénomènes. Le salissage des surfaces par des phases carbonatées induit une corrélation inverse par rapport à la blancheur. Cependant il ne peut pas être le seul responsable de la totalité de l'importante différence de la blancheur, W > 3% BaSO?, induite par les différents modes de broyage. Les variations d'homogénéité des faces latérales vont dans le même sens que les variations de blancheur. La morphologie des particules caractérisée par la dimension fractale montre une corrélation inverse entre la blancheur et les aspérités des particules

Removal of Ni and Cd ions from aqueous solution using iron dust-zeolite composite: analysis by thermodynamic, kinetic and isotherm studies

To examine the effectiveness of iron dust-zeolite composite as an adsorbent for the removal of heavy metal ions from aqueous solutions, the adsorption isotherms, the kinetic, thermodynamic and optimum conditions such as initial concentration, pH, contact time, adsorbent dosage and competitive adsorption conditions of heavy metals were investigated. The characterization of the composite was characterized via FTIR, SEM, XRF and XRD methods. Kinetic results on the removal of heavy metal ions from aqueous solutions have been well described by the pseudo-second-order model. The adsorption data for Cd and Ni ions were fitted well with the Langmuir and Freundlich isotherm models, respectively. The maximum adsorption capacities of iron dust-zeolite for Cd and Ni ions were equal to 78.125 and 76.33 mg/g, respectively. The thermodynamic parameters such as enthalpy, entropy and free energy of adsorption of metal ions were determined. It was found that the process is endothermic, favorable and spontaneous. The competitive adsorption ability of heavy metal ions in the binary system on the composite showed that Cd ions had a synergistic effect on the adsorption of Ni and Ni ions had the negative effect on Cd adsorption