萃取和反萃取重要概念和术语.pdf

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/AO 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/min3、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 β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：βCu/Fe=DCu/DFe Β值越大或越小，说明这两种金属越容易分离，当β =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 60~80%，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η表示如铜的萃取率： η =（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η =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。