Separação de compostos de torio na presença de surfactantes

Abstract

O presente trabalho tratou de melhorar as técnicas já existentes para separação e extração de compostos de tório através do uso de surfactantes. Especificamente, foi estudada a separação de óxido de tório (ThO2) e nitrato de tório [Th(NO3)4] entre uma fase aquosa e uma fase orgânica. A fase aquosa consistiu de soluções HNO3, H2SO4 e Cl3CCOOH. Os solventes orgânicos foram benzeno, clorofórmio, tetracloreto de carbono, acetato de etila, n-butanol e principalmente n-octanol. Os surfactantes utilizados foram cloreto depalmitil carnitina (PCC), octilfenoxietoxidimetilbenzilamônio, brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB), sódiolaurilsulfato (NaLS), brometo de dodecilhidroxietildimetilamônio (DHEDAB), p-teroctilfenilpolioxietileno (Triton X-100), hidrocloreto de carnitina, cetil betaina e polioxipropileno. Foram usados métodos experimentais de química analítica, química nuclear e espectroscopia. Em geral,os resultados experimentais indicam que o n-octanol é o solvente mais apropriado para extração e que a solubilização de tório na fase orgânica aumenta por fatores de 10 - 250% na presença de micelas de surfactantes do tipo poliéter e de surfactantes contendo o grupo funcional OH. Por outro lado, e efeito de; surfactantes aniônicos, catiônicos e zwitteriônicos comuns não é muito pronunciado. A melhor separação foi obtida para solução de ThO2 na presença de C13CCOOH (3,0M) e de octilfenoxietoxidimetilbenzilamônio (0,1% por volume) usando n-octanol como solvente orgânico. Alguns valores típicos obtidos para o coeficiente de distribuição do tório (DTh) entre n-octanol e água seguem. Para ThO2 em soluções aquosas de C13CCOOH (2,5M) e octilfenoxietoxietilbenzilamônio (0,5% por volume) DTh é 1,89 e para oTh(NO3)4 em soluções aquosas de Cl3CCOOH (2M) e octilfenoxietoxidimetil-benzilamônio (0,5% em volume) DTh = 0,11. Para o ThO2 em solução aquosa de Cl3CCOOH (2,5M) e Triton X-100 (1,0% por volume) DTh e 1,50 é para Th(NO3)4 em soluções aquosas de Cl3CCOOH (2M) e Triton X-100 (1,0% por volu ) DTh = 0,49. Os resultados obtidos por métodos expectroscópicos em conjunto com outros dados experimentais sugerem que em todos os casos onde existe separação, os surfactantes formam complexos com os compostos de tório. Além disso, a solubilização do tório na fase orgânica acontece como resultado da formação de micelas.