Anwendung der Ionenaustauschchromatographie zur Separation von Technologiemetallen: Parametrierung, Modellierung und Prozessoptimierung

Publikation: Hochschulschrift/AbschlussarbeitMasterarbeit

Beitragende

  • Patricia Schinke - (Autor:in)

Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Bestimmung von Gleichgewichtskonzentration der Austauschreaktionen dreier Harze der Firma Lanxess (Lewatit MDS 200 H, Lewatit MDS TP 260 und Lewatit TP 272) mit den Seltenen Erdmetallen Lanthan und Neodym. Die Versuche werden mit synthetischen salpetersauren Lösungen durchgeführt. Aus den Gleichgewichtsreaktionen kann mit der Verwendung des chemischen Programms AquaC der UIT GmbH Dresden eine Anpassung der thermodynamischen Gleichgewichtskonstante logK für jeden Austauschprozess ermittelt werden. Die mit AquaC angepassten logK Werte werden unter verschiedenen Aspekten abgeschätzt und bewertet. Mit dem Programm TRN der UIT GmbH Dresden wird der reaktive Stofftransport von Lanthan und Neodym durch die Säule simuliert. Das parametrisierte Modell wird mit der Veränderung verschiedener Prozessparameter auf eine mögliche Separation von Lanthan und Neodym durch Ionenaustauschchromatographie untersucht. Nur zwei der drei Harze zeigten einen Ionenaustausch mit Neodym und Lanthan. Eines davon konnte gut mit AquaC und mit dem Stofftransportmodell abgebildet werden.

This work deals with the determination of the equilibrium concentration of the exchange reactions of three resins from Lanxess (Lewatit MDS 200 H, Lewatit MDS TP 260 and Lewatit TP 272) with the rare earth elements lanthanum and neodymium. The tests are carried out with synthetic nitric acid solutions.
From the equilibrium reactions, the thermodynamic equilibrium constants logK can be determined for each exchange process using the program for chemical modelling AquaC from UIT GmbH Dresden.
The quality of the logK values adapted by AquaC is estimated and evaluated under different aspects.
With the program TRN of UIT GmbH Dresden the reactive mass transport of lanthanum and neodymium through the column is simulated. The parametrised model is examined by changing different process parameters for a possible separation of lanthanum and neodymium by ion exchange chromatography.
Only two of the three resins showed ion exchange with neodymium and lanthanum. One of them could be simulated well with AquaC and moderately good with the mass transfer model TRN.

Details

OriginalspracheDeutsch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer:in / Berater:in
  • Lerch, André Paul, Prüfern:in
  • Nicolai, Jana, Prüfern:in, Externe Person
  • Brückner, Heike, Betreuer:in
Datum der Verteidigung (Datum der Urkunde)23 März 2020
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020
No renderer: customAssociatesEventsRenderPortal,dk.atira.pure.api.shared.model.researchoutput.Thesis

Schlagworte

Forschungsprofillinien der TU Dresden

Fächergruppen, Lehr- und Forschungsbereiche, Fachgebiete nach Destatis

Ziele für nachhaltige Entwicklung

Schlagwörter

  • Ionenaustauschchromatographie, Seltene Erden, thermodynamische Gleichgewichtskonstante, Stofftransportmodellierung, ion exchange chromatography, rare earth elements, thermodynamic equilibrium constant, mass transport modelling