STKC 2553

การแยกสารโดยใช้เรซินที่เอิบชุ่มด้วยตัวสกัด

(Extraction by solvent impregnated resin)

พิพัฒน์ พิเชษฐพงษ์ และ อุทัยวรรณ อินทร์เจริญ
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

การแยกสารโดยใช้เรซินที่เอิบชุ่มด้วยตัวสกัด (solvent impregnated resin) เป็นการใช้เทคนิคที่ผสมผสานระหว่าง การดูดซับสารโดยการแลกเปลี่ยนไอออน (ion exchange) และการถ่ายโอนมวลสารของการสกัดด้วยตัวสกัด (solvent extraction) เพื่อทำให้การแยกสารมีความรวดเร็วสูงมากกว่าการแยกสารโดยการแลกเปลี่ยนไอออน และเครื่องมือ และระบบที่ใช้ก็มีความซับซ้อนน้อยกว่าการสกัดด้วยตัวสกัด ซึ่งในการใช้งาน เรซินจะถูกทำให้ชุ่มด้วยตัวสกัดที่เป็น สารอินทรีย์ โดยตัวสกัดแทรกซึมอยู่ในรูพรุนของเรซิน และตัวสกัดนี้จะทำการจับแยกธาตุที่ต้องการออกจากสารละลาย เมื่อมีการผ่านสารละลายเข้าไป ซึ่งการสกัดสารด้วยตัวสกัดนี้ จะมีความรวดเร็วกว่าการจับด้วยการแลกเปลี่ยนไอออน

มีการใช้เรซินที่ เอิบ ชุ่มด้วยตัวสกัด อย่างแพร่หลายในการแยกธาตุที่เป็นโลหะหนักในสารละลาย ทั้งการแยกโลหะ ที่มีค่า เช่น ทอง เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ (metal recovery) การแยกธาตุหายากบางชนิด การแยกโลหะหนักในน้ำทิ้ง และการแยกธาตุวัสดุนิวเคลียร์ เช่น ยูเรเนียม และทอเรียม รวมถึงการใช้ดูดซับธาตุสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมี เทคนิคนี้ เหมาะสำหรับการใช้แยกธาตุที่มีปริมาณน้อยในสารละลาย ซึ่งวิธีอื่นอาจใช้ไม่ได้ผล หรือมีความซับซ้อนของเครื่องมือ มากกว่า นอกจากนี้ยังสามารถนำธาตุที่ถูกดูดซับไว้ออกมาได้โดยใช้วิธีการชะกลับ (stripping) ด้วยสารละลายอีกชนิด ซึ่งไม่ยุ่งยาก และสามารถนำเรซินกลับมาใช้ใหม่ได้อีก

ตัวสกัดที่ใช้ในกระบวนการสกัดแยกสารโดยของเหลวผ่านเรซินที่เอิบชุ่มด้วยสกัด ที่ใช้กันมากอาจจำแนกง่าย ๆ ออกเป็น 3 ชนิด คือ ตัวสกัดที่เป็นกรด (acidic extractants) ตัวสกัดที่เป็นกลาง (neutral extractants) และตัวสกัดที่เป็นด่าง (basic extractants) ตัวอย่างตัวสกัดที่เป็นกรด ได้แก่ di(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA), di(2,4,4-trimethyl-pentyl) phosphoric acid (DTMPPA) ตัวอย่างตัวสกัดที่เป็นกลาง ได้แก่ tributyl phosphate (TBP), trioctyl phosphine oxide (TOPO) และตัวอย่างตัวสกัดที่เป็นด่าง ได้แก่ Aliquat 336 (A336), tridocylamine (TDA)

เรซิน (macroporous polymeric resin) ที่ใช้สำหรับการสกัดโดยวิธีนี้ ผลิตจากพอลิเมอร์ที่ต้องมีความแข็งแรง ไม่ทำ ปฏิกิริยากับตัวสกัดและสารละลายที่ใช้ โครงสร้างต้องมีรูพรุนและมีพื้นที่ผิวสูง สามารถดูดซับตัวสกัดเข้าไปได้จำนวน มาก และยึดตัวสกัดไว้ได้ดีในโครงสร้าง นอกจากนี้ต้องไม่มีการพองตัวมากจนเกินไปเมื่อมีการดูดซับตัวสกัดไว้ เพื่อไม่ให้มีการเสียรูปทรงได้ง่าย เรซินที่นิยมใช้ ได้แก่ Amberlite XAD ของ Rohm & Haas Co. ซึ่งผลิตจาก polystyrene divinylbenzene