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萃取和反萃取重要概念和术语
时间:2023-09-28 13:08 点击次数:140

  1、萃取和反萃取萃取:利用溶质在两种不同相混的液体之间的溶解度或者分配差异,达到分离和 富集的目的。 比如:采用 Acorga M5640(美国 CYTEC 公司生产 )萃取剂从含铜的水溶液中回 收铜。萃取剂和料液是不相混的两种液体,在一定的条件下萃取剂可以将铜离子 从水溶液中提取出来,这个过程可简单地用化学方程式表示如下: 2RH + Cu2+ R2Cu + 2H+上式中,RH代表萃取剂。 这个化学反应式是可逆的, 萃取剂 RH可以与溶液 中的铜离子 Cu2+作用生成 R2Cu,这是正反应,称为萃取过程。 反萃取: 萃取液分离后,用硫酸与R2Cu作用,又可以将铜离子释放出来,萃取 剂获得再生,可以重复使用,这是反萃取过程。其他概念:1、有机相和水相 有机相 通常是由 萃取剂和稀释剂 组成的。 萃取剂 能够选择性地与被萃取的金属离子结合。 稀释剂 常用的是煤油,也有其他有机产品,比重较小,属于惰性溶剂,即不 与金属离子发生化学作用,其功能有: 1用来调节萃取剂的浓度 2降低有机相的粘度和比重 3有利于相的分离。说明:一般萃取剂工厂用的煤油不是普通的煤油,而是磺化煤油。 磺化是用 硫酸除掉煤

  2、油中的芳烃或不饱和烃的化合物。因为这些不饱和烃的化合物在萃取 时容易氧化, 破坏萃取平衡及分相。 目前这种煤油是在石油裂化分馏时截取一定 馏份而产生的,如上海炼油厂所产的260#煤油含的芳烃小于10%,闪点 70 oC。水相: 即为含金属离子的水溶液,比如铜的矿坑废水或含铜的各类浸出液, 当水相与有机相在一定条件下混合时,水相中的铜离子即被萃入有机相中。萃余液: 当水相与有机相混合一定时间后,静置、分相,此时的水相称为萃 余液。 反萃液: 含硫酸的水溶液与含铜的负载有机相混合一定时间后,静置分相, 此时的水溶液称作反萃液。2、相比与相流:相比: 在萃取过程或者反萃取过程中, 有机相体积与水相体积的比称为相比, 通常用 O/A 表示, 这里用 R=O/A。O 代表有机相的体积, A 代表水相体积, R代 表相比。 流比:在生产中有机相和水相都是连续给入的,此时有机相的流量与水相的流量(或反萃液)的比例称为流比。流比的单位是m3/h 或 L/min。3、分配系数和分离系数分配系数(分配比):在萃取或反萃取过程中, 在某一条件下达到平衡之后, 金属在有机相和水相中有一定的分配比例,我们把某种

  3、被萃取的物质在有机相中 的浓度和水相中的浓度之比称作该物质的分配系数,严格来说应叫分配比, 通常 用 D 表示。简言之,分配比表示一个萃取体系达到平衡后,被萃取物质在两相 中的分配情况。 如用 M5640 萃取铜,达到平衡后铜的分配比为:Dcu=有机相中铜的浓度 /水 相中铜的浓度 。 分离系数: 是表示两种金属分离的难易程度,通常用 表示,它等于两种金 属在同样萃取条件下分配比的比值,如铜和铁的分离系数:Cu/Fe=DCu/DFe 值越大或越小,说明这两种金属越容易分离,当 =1时,这两种金属就分不开 了。 分配比和分离系数都不是一个定值。当温度、萃取剂的组成和浓度、 水相的 成份和酸度、相比等条件发生变化时,分配比和分离系数都将随之变化。 在萃取工艺中, 希望有较大的分配比和分离系数。分配比高意味着有较高的 萃取率;分离系数大,意味着两种金属能够分离彻底。4、饱和容量与操作容量饱和容量:一定浓度的有机相萃取某种金属有一个限度,达到这个限度就不 能再萃取,这时的有机相中的金属浓度称为饱和容量,也叫最大负荷量。如10% 的 M5640 对铜的饱和容量为5.3% g/L ,10%Ne对铜的饱和容量为4.8g/L。 操作容量:在生产中有机相的实际能力不会达到饱和,通常只有饱和容量的 6080%,此时有机相金属浓度称为操作容量。5、萃取率萃取率 表示在萃取过程中金属被萃取到有机相中的总量占原液中金属总量 的百分数,通常用表示。如铜的萃取率: =(被萃取到有机相中的铜金属总 量/原料液中铜的总量) *100% 6、萃取率与分配比的关系有下述公式 =D/(D+1 /R)*100% 此处,1 /R 为相比 O/A 的倒数, 计算出一个体系的萃取率即可以看出萃取的 程度。

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