第08章化学分选_资源加工学ppt课件.ppt

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1、第8章化学分离依据物料在化学性质上的差异，利用物质在两相之间的转移来实现物料分离的方法8.1溶剂萃取8.2离子交换8.3膜分离溶剂萃取溶质A+溶剂萃取剂充分混合溶剂溶质A+萃取剂利用物质在二个互不相溶的液相(料液和取剂)中分配特性不同进行分离的过程。溶剂萃取的应用领域从矿石的浸出液中提取、富集有价金属分离化学性质相近的离子净化工业溶液和处理工业废水从发酵培养液中萃取化合物从生物反应液或生物转化液中产物溶剂萃取的基本原理----基本概念萃取体系萃取与反萃取溶剂萃取的相比分配系数和分配比萃取因素萃取率分离系数饱和容量与操作容

2、量协萃萃取平衡等温线萃取体系萃取体系--由有机相和水相组成，在同一个体系中两相互不相溶或基本不互溶。有机相--由萃取剂和稀释剂组成。萃取剂--能够与被萃金属相结合，并以萃合物形式转入有机相的活性有机反应剂。稀释剂--溶解萃取和改质剂的一种低密度的有机相溶剂。它是一种不与金属发生作用的惰性溶剂，用来调节萃取剂的浓度，降低有机相的粘度与密度，增加萃合物的溶解度。稀释剂通常是各种低芳烃的烷烃混合物，如煤油。改质剂--增加萃取剂、萃取剂的盐类或金属萃合物的溶解度的有机化合物。络合剂是指溶于水相且与金属离子生成各种络合物的配位体。

3、有时使用两种或两种以上萃取剂，其萃取性能超过各个萃取剂单独使用时的效果，这种作用称协萃。盐析剂是指溶于水相不被萃取又不与金属离子络合的无机盐。萃取体系萃取与反萃取当两相接触时，水相料液中被分离的物质部分或几乎全部转移到有机相。由于这种分离过程是在两个液相之间进行的，因此称为液-液萃取，简称为萃取溶剂萃取步骤：①萃取剂和含有组分（或多组分）的料液混合接触，进行萃取，溶质从料液转移到萃取剂中；②分离互不相溶的两相并回收溶剂；③萃余液（残液）脱溶剂。有机相的最大负荷能力（即饱和浓度），是指单位浓度萃取剂能够含有金属的极限浓度反

4、萃取:被萃取物萃入有机相后，一般需使其重新返回水相，此时可把负载有机相与反萃剂（一般为无机酸或碱的水溶液，也可以是纯水）接触，使被萃取物转入水相.溶剂萃取的相比溶剂萃取的两相，通常是指含有萃取剂（有时还有改质剂）和稀释剂的有机相和含金属离子（或无机酸、碱）的水相。相比就是在萃取过程中有机相体积与水相体积的比例，通常用O/A表示。O代表有机相体积，A代表水相体积。在连续萃取过程中，有机相和水相是连续供入的，此时相比就用连续供入的有机相流量与水相流量的比例表示，这又称流比。流比不一定完全等于萃取容器内的相比。分配系数和分配比

5、能斯特（Nernst）分配定律：当某一溶质在互不相溶的两相分配时，在给定温度下两相达到平衡后，且该溶质在两相中分子量相等（分子形式相同），则该溶质在两相中的浓度比例为常数。即：式中KD为分配系数。分配比分配系数萃取因数（萃取比）萃取因数等于分配比与相比的乘积E=DR萃取因数:溶质进入有机相的总量与该溶质在萃余液中总量之比，通常用E表示萃取率萃取过程中溶质被萃取到有机相中的份数分离系数在溶剂萃取中，分离系数或叫分离因素是表示两种物质萃取分离难易程度，用β表示。分离系数等于同一萃取体系内两种物质在同样萃取条件下分配比的比值饱

6、和容量与操作容量在一定萃取体系中，单位浓度的萃取剂对某种溶质的最大萃取能力，称为这种萃取剂的饱和容量（也称极限浓度）。以单位体积浓度（1V/O）萃取剂的有机相含被萃溶质的浓度（g/l）表示。在实际生产中，萃取剂的负荷能力往往低于其饱和容量，萃取剂这种实际萃取的溶质容量称为操作容量。萃取的协同效应——协萃两种或两种以上萃取剂同时萃取某一溶质或其他化合物时，萃取性能优于它们各自萃取的性能之和的效应称协同效应，也称协萃。例如用P204从硫酸体系中萃取铀时，添加一定比例的TPB后发现，铀的分配比有明显的增加。而在硫酸体系中TBP

7、对铀几乎是不萃取的，这说明TPB的加入对P204萃取铀起了协萃作用。这时DP204/TBP>>DP204+DTBP。相反，若一个萃取体系中，出现D混<

8、保持不变，则萃取因数E随萃取剂浓度增加而提高。图8-3萃取剂浓度对萃取的影响萃取剂浓度的增加可以降低平衡pH值，反之则会使平衡pH升高。萃取剂浓度的影响pH的影响pH值低，金属萃取率下降，这是由于萃取剂的质子化作用造成的（即萃取剂不能离解）；pH过高金属萃取率同样下降，这是金属离子已发生水解，而这种水解产物是不能被萃