دانشگاه شهید باهنر کرمان و انجمن مهندسی شیمی ایران نشریه علوم و مهندسی جداسازی 2008-3963 18 1 2026 06 22 Optimization of Process Parameters in the Stripping (Back-Extraction) Stage of Uranium and Thorium: An Experimental Batch-Scale Study بهینه‌سازی پارامترهای فرآیندی درمرحله تهی‌سازی (استخراج برگشتی) اورانیوم و توریم: مطالعه تجربی در مقیاس ناپیوسته 1 13 5435 10.22103/jsse.2026.5435 FA محمد کارگر واجارگاه گروه مهندسی شیمی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران 0009-0000-9869-1177 عباس رشیدی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی و فناوری، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران 0000-0003-4308-6951 سیدجابر صفدری گروه فرآوری، پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران محمدحسن ملاح گروه فرآوری، پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران 0000-0002-3195-8532 Journal Article 2025 12 27 Objective: The aim of this study is to investigate the stripping (back-extraction) process of uranium and thorium from a loaded organic phase containing tributyl phosphate (TBP) and to evaluate the effect of process parameters on increasing the recovery percentage and improving separation efficiency at the laboratory scale.Materials and methods: The stripping process was carried out experimentally, and the effects of aqueous solution pH, temperature, contact time, mixing intensity, and organic-to-aqueous (O/A) phase volume ratio were examined.Results: The results showed that decreasing the hydrogen ion concentration significantly increased the stripping efficiency of uranium, while pH variation had no noticeable effect on thorium behavior. This behavioral difference is qualitatively attributed to the greater dependence of the uranium extraction and stripping equilibrium on process conditions, particularly pH and temperature, whereas thorium behavior is mainly governed by the chemical nature of its nitrate species and exhibits less sensitivity to changes in process parameters. Accordingly, thorium efficiency remained relatively constant within a certain range, while uranium efficiency changed markedly under the influence of process conditions. Increasing the temperature up to 55°C improved uranium stripping efficiency, with no significant change observed at higher temperatures. Investigation of contact time and mixing intensity showed that increasing these parameters had no considerable effect on final efficiency, and beyond a certain point, no noticeable change in mass transfer was observed. Furthermore, the phase ratio of 1:1, while maintaining appropriate efficiency, proved to be more economical in terms of aqueous phase consumption.Conclusions: Under optimal conditions, including a temperature of 55°C, contact time of 30 minutes, mixing speed of 400 rpm, and phase ratio of 1:1, the stripping percentages of uranium and thorium were 89.3% and 72.4%, respectively, indicating the appropriate efficiency of the process under these  هدف: هدف این پژوهش، بررسی فرآیند استخراج برگشتی اورانیوم و توریم از فاز آلی حاوی تری‌بوتیل‌فسفات (TBP) بارگذاری‌شده و ارزیابی اثر پارامترهای فرآیندی بر افزایش درصد بازیابی و بهبود راندمان جداسازی درمقیاس آزمایشگاهی می‌باشد.مواد و روش: فرآیند تهی‌سازی به ‌صورت تجربی انجام گردید و اثر pH محلول آبی، دما، زمان تماس، شدت اختلاط و نسبت حجمی فاز آلی به آبی (O/A) مورد بررسی قرار گرفت.نتایج: نتایج نشان داد با کاهش غلظت یون هیدروژن، راندمان استریپ اورانیوم به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد، در حالی‌که تغییر pH تأثیر محسوسی بر رفتار توریم ندارد. این تفاوت رفتاری به‌ صورت کیفی به وابستگی بیشتر تعادل استخراج و تهی‌سازی اورانیوم به شرایط فرآیندی، به‌ویژه pH و دما، نسبت داده می‌شود، در حالی‌که رفتار توریم عمدتاً تحت کنترل ماهیت شیمیایی گونه‌های نیتراتی آن بوده و حساسیت کمتری به تغییر پارامترهای فرآیندی نشان می‌دهد. ازاین‌رو، بازده توریم در محدوده‌ای نسبتاً ثابت باقی می‌ماند، در حالی‌که راندمان اورانیوم به‌طور محسوسی تحت تأثیر شرایط فرآنیدی تغییر می‌کند. افزایش دما تا 55 درجه سانتی‌گراد موجب بهبود راندمان استریپ اورانیوم گردید و در دماهای بالاتر تغییر قابل‌توجهی مشاهده نشد. بررسی اثر زمان تماس و شدت اختلاط نشان داد افزایش این پارامترها تأثیر چشمگیری بر راندمان نهایی نداشته و پس از مقدار مشخص، تغییر محسوسی در انتقال جرم مشاهده نمی‌شود. همچنین نسبت فازی 1:1 ضمن حفظ بازده مناسب، از نظر مصرف فاز آبی اقتصادی‌تر است.نتیجه‌گیری: در شرایط بهینه شامل دمای 55 درجه سانتی‌گراد، زمان تماس 30 دقیقه، سرعت اختلاط 400 دور بر دقیقه و نسبت فازی 1:1، درصد تهی‌سازی اورانیوم و توریم به‌ترتیب 89.3 و 72.4 درصد به‌دست آمد که بیانگر کارایی مناسب فرآیند تحت این شرایط است. https://jsse.uk.ac.ir/article_5435_88bade49e98db8790df275fcebb37a13.pdf