TRANSPORT JONÓW CYNKU I KADMU PRZEZ CIEKŁE MEMBRANY

Jony cynku(II) i kadmu(II) mogą być wydzielane również w procesach trans­ portu przez ciekłe membrany. Danesi i wsp. [21] badali transport jonów cynku i kadmu z kwaśnych wodnych roztworów chlorkowych przez immobilizowane cie­ kłe membrany unieruchomione, wykorzystując membranę typu Celgard 2500 (mem­ brana mikrofiltracyjnya z polipropylenu o porowatości 45% i grubości 25 pm), nasą­ czaną roztworem przenośnika jonów, tj. tridodecylaminy w metylobenzenie. Jony tych metali transportowano do fazy odbierającej, zawierającej mieszaninę 2,0 M octanu amonu i 2,0 M chlorku sodu. Wykazano, że współczynniki przepuszczalności obu metali w zależności od stężenia przenośnika jonów w membranie, zmieniającego się w zakresie od 0,003 do 0,05 M, wynosiły od 1 do 30 pm/s. Badano również separa­ cję jonów cynku i kadmu w zależności od stężenia jonów chlorkowych w fazie zasi­ lającej. Stwierdzono, że separacja Cd/Zn była wyższa dla niższych stężeń jonów chlor­ kowych ze względu na różnicę udziałów anionowych chlorkowych form komplek­ sowych cynku i kadmu w roztworze wodnym. Transport jonów kadmu z fazy zasi­ lającej do odbierającej w niewielkim stopniu zmieniał się w zakresie badanych stężeń jonów chlorkowych, podczas gdy dla cynku współczynniki przepuszczalności wzra­

634 M ULEWICZ, W WALKOWIAK, P MACIEJEWSKI

Z kolei Drioli i wsp. [22] badali transport jonów kadmu z wodnych roztworów kwaśnych przez immobilizowane ciekłe membrany unieruchomione (Cclgard 2500), zawierające Alamine 336 jako przenośnik jonow. Wykazano, że membrana nasączana roztworem aminy w nafcie była mniej efektywna niż aminy rozpuszczonej w o-ksy- lenie. Stwierdzono możliwość zatężania kadmu w fazie odbierającej do 60 g/dm3

z roztworu zasilającego, zawierającego 0,5 g tego metalu w 1 dm1. Analogiczne wyniki transportu jonów kadmu przez SLM (Cclgard 2400) uzyskali Ashraf i wsp. [23]. Również Aouad i wsp. [24] badali transport jonów Cd(Il) i Zn(II) przez SLM z a w i e r a j ą c ąkarboksylowąpochodnąpolieteru (Lasalocid X537) rozpuszczoną w eterze o-nitrofenylooktylowym. Wykazano, że z roztworu zawierającego 0,001 M metalu (pH = 8,0) do wodnej fazy odbierającej o pH = 2,0 jony Cd(II) wydzielane są z 95%, a Zn(II) z 30% wydajnością. Również Hoh i wsp. [25] badali transport jonów Zn(II) i Cd(II) z roztworów chlorkowych przez SLM. W tym celu zastosowano membranę typu Celgard 2500 nasączoną roztworem Alamine 336. Maksymalny współczynnik przepuszczalności jonów kadmu wynosił 25 |iin/s. Natomiast w procesie transportu cynku i kadmu z 0,1 M roztworu HC1 przez SLM (membrana firmy linka, 0,023 M Alamine 336) do 0,1 M roztworu octanu amonu, po upływie 8 godzin wydzielono cynk i kadm odpowiednio w 43% i 1,4%.

Jony Cd(II) były również wydzielane z roztworów wodnych za pomocą cie­ kłych membran emulsyjnych. Li ze wsp. [26] badał separację jonów kadmu w proce­ sie transportu przez ELM z roztworów zawierających jony innych metali ciężkich. Separacji poddano jony żelaza(III), manganu(II), chromu(III), cynku(ll), koballu(Il), niklu(II) i kadmu(II) o stężeniu od 1,0-10‘8 do 1,0-10'7 M oraz chlorek potasu (0,01 M) i jodek potasu (0,01 M). Do utworzenia emulsji użyto 3%-owy roztwór emulgatora, tj. Span 80 (sorbitan monooleinowy) i 0,015 M roztwór tri-w-oktyloaminy w «-ksy­ lenie; fazą odbierającą był 0,025 M roztwór wodorotlenku sodu. Już po upływie

10 minut nastąpiło 95% wydzielenie kadmu oraz tylko nieznaczne pozostałych metali. Również He i wsp. [27,28] wykorzystali aminy do transportu jonów kadmu.

Z kolei Hayashita i wsp. [29] wydzielali Cd(II) wykorzystując transport przez polimerową membranę inkluzyjną, w której rolę przenośnika jonów pełni! chlorek trioktylometyloamoniowy. Fazę zasilającą stanowił 0,25 M roztwór chlorku magnezu zawierający Cd(II) i Pb(II) o stężeniach równych 1,0-10'4 M, a fazą odbierającą była woda. Po 5 godzinach transportu współczynniki wzbogacenia Pb(ll) i C '<.1(11) były odpowiednio równe 12,0 i 6,4. Używając jako fazę odbierającą 0,01 M wodny roz­ twór soli sodowej kwasu etylenodiaminotctraoctowego uzyskano znac/nie lepsze wydzielenie kadmu niż ołowiu, a współczynniki wzbogacenia tych metali wynosiły odpowiednio 12,5 i 0,1.

Walkowiak i wsp. [30-32] zbadali selektywność procesu wydzielania jonów Zn(II) i Cd(II) z wodnych roztworów chlorkowych zawierających równomolową mieszaninę jonów obu metali zapomocąpolimerowych membran inkluzyjnyeh. Trans­ port jonów Zn(II) i Cd(II) prowadzono z wodnej fazy zasilającej (1,0-10 ' M) przez PIM zbudowaną z trioctanu celulozy, eteru o-nitrofenylopcntylowcgo i tri-«-oktylo- aminy. Wykazano, że szybkość transportu anionów maleje w szeregu: HCr()4>C’dClJ

>CdCl3 >ZnCl- +ZnCl~. Selektywność transportu malała wraz ze wzrostem stężenia HC1 w fazie zasilającej, co jest zgodne z zakresami trwałości poszczególnych form anionów kompleksowych Zn(II) i Cd(II).

W procesach transportu przez ciekłe membrany, podobnie jak w procesie eks­ trakcji, rolę przenośników jonów mogą pełnić związki makrocykliczne. Dadfarina i Shamsipiur [33] wykazali, że jony Zn(II) można selektywnie wydzielić z roztwo­ rów wodnych zawierających kationy innych metali poprzez transport przez mem­ brany grubowarstwowe przy użyciu w roli przenośnika jonów mieszaniny eteru koro­ nowego 7 i kwasu palmitynowego. W procesie tym jony cynku transportowane były przez membranę z ponad 90% wydajnością podczas gdy jony pozostałych metali z wydajnością poniżej 4%. Natomiast Cho i wsp. [34] badali transport jonów Zn(II) i Cd(II) obok jonów Pb(II), Ni(II), Co(II) i Ag(I) przez ciekłe membrany grubowar­ stwowe, stosując w roli przenośników jonów etery koronowe: 1, 5, 7, 8 i 9. Nieza­ leżnie od rodzaju użytego związku makrocyklicznego najlepiej transportowane były jony Ag(I), podczas gdy transport jonów cynku i kadmu był porównywalny z wyjąt­

kiem eteru 7, w obecności którego obserwowano lepszy transport jonów Cd(II) niż Zn(Il). Także Nam i wsp. [35] badali transport jonów Zn(II) w obecności jonów Co(II), Ni(II) i Cu(II) przez ciekłe membrany grubowarstwowe przy użyciu w roli przenośnika jonów eterów koronowych. Wykazano, że stosując eter 9 lub 10, trans­ port kationów tych metali malał w szeregu: Zn2+>Cu2+>Co2+>Ni2+.

Z kolei Izatt i wsp. [36,37] badali transport jonów cynku i kadmu przez ciekłe membrany emulsyjne. Fazę organiczną stanowił roztwór Span 80 o stężeniu 3% obj. i eteru koronowego 6 o stężeniu 0,02 M, rozpuszczonych w toluenie, a roztworem wewnętrznym była woda lub wodny roztwór tiosiarczanu sodu (0,28 M). Badania prowadzono z równomolowej mieszaniny jonów Zn(II), Cd(II) i Hg(II) o stężeniu poszczególnych metali równych 0,001 M. Niezależnie od rodzaju roztworu wewnętrz­ nego jony kadmu były lepiej transportowane niż jony cynku. Zbadano również trans­ port jonów cynku i kadmu, gdy fazę zasilającą stanowił 0,4 M roztwór tiocyjania- nów, a roztwór wewnętrzny zawierał azotany lub tiosiarczany. Po upływie 5 minut procesu, z roztworów zawierających jony pojedynczych metali do fazy wewnętrznej zawierającej azotan, kadm był transportowany w 85% a w przypadku tiosiarczanu w 98%, podczas gdy cynk był wydzielany odpowiednio w 75% i 83%. Natomiast z roztworów zawierających mieszaninę obu metali, jony kadmu i cynku były trans­ portowane do roztworów azotanowych odpowiednio w 75% i 41%, podczas gdy do roztworów tiosiarczanowych w 99% i 44%.

Również Cho i wsp. [38, 39] rozdzielali jony metali ciężkich wykorzystując ciekłe membrany emulsyjne zawierające jako przenośniki jonów etery koronowe, tj. 7, 9, 11, 12 i 13, oraz Span 80 jako emulgator. Wykazano, że z równomolowej mieszaniny jonów Zn(II), Cd(II), Cu(II), Pb(II), Ni(II), Co(II), Mn(II) i Sr(II) w obecności badanych eterów koronowych, selektywnie transportowane są tylko jony miedzi. Jedynie w przypadku zastosowania eteru koronowego 7 obok jonów

636 M. ULEWICZ, W. WALKOWIAK, P. MACIEJEWSKI

Shamsipur i wsp. [40] badali transport jonów Zn(SCN)2“ przez immobilizowane ciekłe membrany unieruchomione przy użyciu eteru 6. Wykazano selektywność trans­ portu jonów cynku(II) z roztworow zawierających Co(II), Ni(II), Cu(Il), Pb(II), Cd(II), Hg(II), Fe(III) i Cr(III). Natomiast Gherrou i wsp. [41] wykazali, żc jony Zn(II) obok Ag(I) i Cu(II) są skutecznie transportowane przez SLM przy użyciu eteru 6.

3. WYDZIELANIE JONÓW CYNKU I KADMU METODĄ FLOTACJI