串级萃取工艺设计实例

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化工行业萃取例子

化工行业萃取例子
以下是 7 条关于化工行业萃取例子：
1. 嘿，你知道吗？在化工行业里，从咖啡豆中提取咖啡因就是一个超酷的萃取例子呀！就像我们从一堆杂物中精准地挑出我们最想要的宝贝一样，多么神奇！在这个过程中，利用合适的溶剂把咖啡因给分离出来。

2. 哇塞，石油提炼不也是一种典型的萃取嘛！把石油这个大杂烩进行一道道的处理，就像在沙堆里淘出金子一般，把各种有用的成分给弄出来，你说厉害不厉害？
3. 咱来说说从植物中提取香精吧！这就好比是从茂密的森林中找到那一朵最独特的花，然后把它的芬芳给留住。

化工行业不就是这样充满魅力的地方吗？
4. 嘿，你想过从矿石里提取金属也属于萃取吗？就如同从混乱的拼图中找出关键的那几块，然后组合出我们想要的金属，这过程多有意思啊！
5. 还有从海水里提取盐呀！那简直就是大海这个超级大宝藏中挖出宝贝来，经过一系列的操作，盐就乖乖地被我们得到了，是不是很神奇呀？
6. 类似于从废旧电池中回收有用物质，这也是萃取的精彩表现呢！就像变废为宝的魔法师，让那些看似没用的东西重新焕发出价值，这难道不令人惊叹吗？
7. 化工行业的萃取真的是无处不在呢，像从矿石中提取稀有元素，不就是在挖掘隐藏的宝藏嘛！这就是化工的神奇之处呀！
我觉得化工行业的萃取真的是太奇妙了，能让我们得到那么多宝贵的东西，为我们的生活带来各种便利和惊喜！。

萃取技术综合案例

三元体系的溶解度曲线-辅助曲线
解： ⑴氯仿能与乙醇、苯、乙醚、石油醚、四氯化碳、二硫化碳和油类等混溶；氯仿在水中的溶解度是：20℃时，0.822%；22℃时，0.0806%；25℃时，0.0742%。醋酸能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂。根据萃取剂的选择选择，可选择水作为萃取剂。
yA / yB 27 / 1.5 228 .5
xA xB 7.2 91.4
由于该物系的氯仿(B)、水(S)的互溶度很小，所以β值较高，所得到萃取液浓度很高。
04 任务四综合案例
⑵根据题意在三角形坐标图中作出溶解度曲线与辅助曲线，醋酸在原料液中的质量百分率为35%，在AB边上确定F点，联结点F、S，按F、S的流量用杠杆定律在FS线上确定和点 M，借辅助曲线确定通过M点的连接线ER。
由图读得两相的组成
E相 R相
yA 27% xA 7.2%
yB 1.5% yS 71.5% xB 91.4% xS 1.4%
根据总物料衡算，得： M F S 1000 800 1800 kg / h
由图量得

RM 45.5mm RE 73.5mm
E M RM 1800 45.5 1114 kg / h
RE
73.5
R M E 1800 1114 868kg / h
04 任务四综合案例
⑶ A、B的分离程度可采用选择性系数β来描述
1.38
17.22
2.24
25.72
4.15
27.65
5.20
32.08
7.93
34.16
10.03
42.5
16.5
醋酸 0.00 25.10 44.12 50.18 50.56 49.41 47.87 42.50

一种萃取装置及萃取方法

一种萃取装置及萃取方法引言随着科学技术的不断发展，萃取技术在化工、制药、环保等领域中得到了广泛的应用。

针对传统的萃取装置在效率、操作简便性以及提取纯度方面存在的一些问题，我们设计并研制了一种全新的萃取装置及萃取方法，旨在提高萃取过程中的效率和纯净度。

萃取装置设计我们的萃取装置主要由以下几部分组成：1. 萃取器：采用圆筒形设计，内部分为上、下两个层次。

上层用来放置待提取物质，下层用来接收提取物质，并配有排液孔和气体进出口。

2. 气体分配系统：由进气管和排气管组成，通过控制气体的进出，有效改善溶剂与待提取物质的接触效果。

3. 待提取物质容器：具有防漏设计，能够稳定地固定待提取物质。

4. 溶剂容器：设计为可加热的，通过控制加热温度来实现提取物质的放出。

5. 纯化系统：通过滤纸等材料对提取物质进行纯化处理，提高纯净度。

萃取方法使用我们设计的萃取装置进行萃取的方法如下：1. 将待提取物质放入待提取物质容器中，并将容器放入萃取器的上层。

2. 打开气体进出口，通过气体分配系统控制气体的进出，使溶剂与待提取物质充分接触。

3. 在合适的温度下，通过加热溶剂容器，使溶剂的温度逐渐升高，促进待提取物质的溶解与释放。

4. 待提取物质溶解后，经由萃取器内部的下层流向纯化系统，通过滤纸等材料进行纯化处理，提高提取物质的纯净度。

5. 完成萃取过程后，关闭气体进出口，并通过排液孔将提取物质收集，进行进一步的处理或储存。

优势和应用我们设计的萃取装置及方法相较于传统的装置和方法具有以下优势：1. 高效：通过气体分配系统以及加热溶剂的方式，能够使溶剂与待提取物质充分接触，提高提取效率。

2. 操作简便：装置采用圆筒形设计，易于操作和维护。

3. 提取物质纯度高：通过纯化系统的设计，能够对提取物质进行纯化处理，提高纯净度。

4. 广泛应用：我们的萃取装置及方法适用于化工、制药、环保等领域中的提取工作，并具有较强的适应性。

结论我们设计的一种萃取装置及萃取方法通过改进传统装置的结构和功能，提高了萃取过程中的效率和纯净度。

P507

维普资讯
第卷第４期
２００２年８月
江
Ⅱ
西
冶
金
Ｖ１２ｏ．２，Ｎ４ｏ．
Ａｕｕｔ２２ｇｓ００
ＭＥｒＩ／ＲＡＳＪＧＹ
文章编号：０２７（０２ｃ．０８０１０７７２０）ｌ００－３４
离工艺。
得纯的硫酸镍再返回给电镀厂使用，将会取得显著的经济和社会效益。电镀废水中除镍外还含有铜、、、、钴锌铁铬等杂质，镍与铜、、、钴锌铁的分离已有报导ｎ。镍与铬的】分离一直沿用氧化还原、分级沉淀的方法，该工艺存在路线长，生产成本高，产生的废水量大，酸镍产硫品质量不稳定等一系列问题。针对这些问题，我们做了大量的探索性试验，制定了分离镍铬的有效分
‘２・９
１１卢Ｉ的测定．）
料，液为第一个串级的有机相出口，时的水相出料此口即为纯的硫酸镍产品，比镍易萃的Ｃ（及其它ｒ Ⅲ）杂质元素从有机相出口带出。工艺流程见图１。
１Ｐ姗萃取体系镍铬分离系数的测定
Ｐ姗为２一乙基已基磷酸单酯，是一种酸性萃取
剂【，２对金属离子均具有萃取能力，】同时在一定条件
下对某些含氧酸也有一定的萃取能力。我们常利用它对各种金属离子的萃取能力微小的差别达到分离的目的。分离系数是萃取剂对两种物质分离能力的表征，是设计工艺路线和计算工艺参数的主要
Ａ由ｃ：Ｔｅｐｐｒｘａｓｔｈｏｇａｓｄｔｈａｅ￣ｔｃｎｌｉｌｔｙ∞ Ｐ懿位咄ｌｅｅｏｃｕ鲫

串级萃取模拟计算

串级萃取模拟计算
串级萃取是一种流体分离技术，常用于分离混合物中的多个组分。

它利用组分在不同溶剂中的溶解度差异，通过多个级的溶解-重结晶循环，逐渐完成对纯组分的分离。

在模拟计算中，串级萃取的过程可以用以下步骤模拟：
1. 确定混合物的组分和其在不同溶剂中的溶解度。

可以通过实验数据或者模型来获取这些数据。

2. 设定串级萃取的级数，即进行多少个溶解-重结晶循环。

一般来说，级数越多，分离效果越好，但是运算量也会增加。

需要根据具体情况来确定级数。

3. 在第一级中，将混合物溶解在一个溶剂中，根据不同组分的溶解度差异，通过调整溶剂的物质量或浓度来控制组分的溶解度。

溶液经过结晶，得到含有纯组分的晶体和含有剩余组分的溶液。

4. 根据第一级的结果，将晶体和溶液分别进行处理。

晶体可以进一步纯化，溶液则用作下一级的混合物。

5. 重复第3、4步，进行下一级的萃取。

每一级的输入是上一级的溶液，输出是当前级的晶体和溶液。

6. 最后一级的晶体即为纯组分的产物。

7. 可以通过计算每一级的输入和输出组分的物质量或浓度，以
及萃取效率等指标来评估串级萃取的性能。

需要注意的是，串级萃取是一个复杂的过程，受到许多因素的影响，包括溶液的物性、操作条件、设备性能等。

模拟计算中需要考虑这些因素，并根据实际情况进行合理的假设和参数选择，以获得准确的结果。

串级萃取理论

( EM ) min < EM < 1.0 ( EM ) min = ( β ⋅ f A + f B )( f A − PA1 ) β ⋅ f A − PA1 ( β ⋅ f A + f B )
1 < EM ' < ( EM ' ) ma x
( EM ' ) ma x =
f B − P Bn + m fB − P Bn + m β ⋅ fA + fB
当 A 、B 均为高纯产品时，则满足
7
1.0 > EM > ( EM ) min ≈ f A+
Js > ( Js) min =
fB
β
1 < EM ' < ( EM ' ) ma x ≈ β ⋅ f A + f B
( EM ) min β ⋅ f A + fB ≈ 1 − ( EM ) min f B ( β − 1)
n= P * − PA1 lg b + 2.303 lg A lg( β ⋅ EM ) PA * − PAn
PAn:进料级水相中 A 的含量水相进料： PAn = f A 有机进料：
PAn =
fA P An = (纯度平衡线方程) β − ( β − 1) P An β − ( β − 1) ⋅ f A
（b 决定水相出口中 B 的纯度和有机相出口中 A 的收率）
2）分离效果指标之间的关系
（1） φ A， φ B 与 a,b 之间的关系
ϕB = ϕA =
B1 BF A1 AF
ϕB B1 / A1 ϕB = =b⇒ =b ϕA BF / AF ϕA
An+m AF B n+m BF

萃取工艺设计

萃取工艺设计嘿，你有没有想过，在我们这个神奇的世界里，如何把有用的东西从复杂的混合物里单独拎出来呢？这就像是在一堆杂乱的玩具里，快速准确地找到你最心爱的那个一样。

今天啊，我就来给你讲讲这个超酷的萃取工艺设计。

我有个朋友叫小李，他在一家化工企业工作。

有一次，他就跟我聊起他们厂里的一个大难题。

他们有个原料混合液，里面既有他们想要的珍贵成分，又有好多杂质，就像一锅好汤里混进了沙子一样让人头疼。

这时候，萃取工艺就该登场了。

那什么是萃取呢？简单来说，就像是找一群特别的小助手，让这些小助手把我们想要的东西从那堆乱七八糟的混合物里拉出来。

这些小助手就是萃取剂。

比如说，我们想从碘水里把碘弄出来，我们可以用四氯化碳当萃取剂。

四氯化碳就像个热情的小伙伴，它特别喜欢碘，一见到碘就把它从水里拽到自己身边。

这过程就像是一场有趣的拔河比赛，四氯化碳的力气（对碘的亲和力）比水大，碘就被它拉走了。

在设计萃取工艺的时候，首先得选好这个神通广大的萃取剂。

这可不像随便挑个东西那么简单。

就像我们找合作伙伴，得找个靠谱的。

我认识的一位老工程师老张，他在这方面可有不少经验。

他说啊，这萃取剂得对我们要提取的物质有很强的亲和力，就像两块磁铁一样，互相吸引得紧紧的。

而且呢，它还不能和原混合物里的其他东西发生乱七八糟的反应，不然就像请了个捣蛋鬼，把整个过程都搞砸了。

老张还跟我说过一个他以前的失败案例呢。

他曾经选了一种萃取剂，当时觉得应该没问题，结果这萃取剂和混合物里的另一种成分发生了反应，生成了一种黏糊糊的东西，整个萃取设备都被搞得一团糟。

那场面，就像一场精心准备的音乐会，结果乐器突然全坏了一样糟糕。

选好萃取剂后，就要考虑萃取设备了。

这萃取设备就像是一个大舞台，萃取剂和混合物就在这个舞台上表演它们的分离大戏。

有像分液漏斗这样简单的设备，就适合小量的、不太复杂的萃取操作。

这分液漏斗啊，就像一个有魔法的小瓶子，你把混合液和萃取剂放进去，摇一摇，然后静置一会儿，就像让它们休息一下，分层就出现了。

萃取分离工艺参数设计

萃取分离工艺参数设计——最优化串级萃取工艺设计1、确定原料和处理能力根据市场需求现状和发展趋势、本地稀土资源状况和开采能力、企业投资和融资能力大小等因素，确定稀土生产线的原料来源、基本配份、年处理能力。

2、确定产品方案产品品种和规格要符合主流要求，适销对路，既不要盲目求高而增加分离难度和成本，又不能没有市场竟争能力而遭淘汰。

3、确定分离工艺流程稀土分离时往往按“四分组”效应首先将原料分为轻、中、重稀土富集物。

分组的切割位置通常选择边界元素间分离系数（或等效分离系数）较大、并保持易萃取组分比例均衡，同时兼顾产品要求、设备条件、工艺衔接、操作稳定性和可行性等因素，以降低生产成本、提高流程的稳定性。

（1）工艺采用了具有世界先进水平分离提纯技术，确保产品质量稳定，纯度较高。

（2）工艺流程在实施过程中容易控制，比较灵活，可以根据市场的不同需求，生产不同规格的产品，充槽投资较省，化工辅料消耗降低，有利于降低产品成本。

（3）整个工艺流程较短，可连续化操作，稀土机械损失少，稀土的总收率高。

（4）实现产品“系列化”“高纯化”“单一化”“规模化”，经济指标较好，市场适应能力较强。

4、最优化串级萃取工艺设计4.1 确定萃取体系和测定分离系数β针对要分离的问题，选择一个合适的萃取体系，进行单级试验，确定最适宜的有机相配比、皂化度、料液和洗液的浓度和酸度等。

测定萃取段和洗涤段的平均分离系数β和β'。

B AE E =β （1）'''B AE E =β （2）若β和β'值相差不大，通常采用数值较小的β值进行计算。

4.2 确定分离指标根据料液组成，确定分离切割线位置，确定易萃组分A 和难萃组分B ，B f 为料液中组分B 的摩尔分数，1A B f f =-为料液中组分A 的摩尔分数。

根据市场需求确定产品分离指标，若A 为主要产品，规定其纯度An m p +，回收率为A Y ，则A 的纯化倍数和B 的纯化倍数为：(1)n mn m A A ABP P a f f ++-=（3）(1)AA a Y b a Y -=- （4）出口水相B 的纯度1B P 和A 的纯度1A P 为：1BB A Bbf P f bf =+ （5）111A B P P =- （6）出口有机相和出口水相分数Af '和B f '： n mA AAA f Y f P +'= （7） 1B Af f ''=- （8）若B 为主要产品，规定其纯度为1B P ，回收率为B Y ，则：11(1)B B BAP P b f f -=（9）(1)BB b Y a b Y -=- （10）n m AA A Baf P af f +=+ （11）1n m n m B A P P ++=- （12）1B B B B f Yf P '= （13）1A B f f ''=- （14）若A 、B 都为主要产品，则A 、B 产品纯度分别规定为1n m A B P P +和，则：(1)n mn m A A ABP P a f f ++-=（15）11(1)B B BAP P b f f -=（16）1(1)1111A A a a b Y ab ab --=-Φ=-=-- （17） (1)1B B b a Y ab -=Φ=- （18） 1B BBB f Y f P '= （19） 1AB f f ''=- （20）4.3 确定最优萃取比、萃取量和洗涤量首先根据工艺要求，确定由水相进料或有机相进料。

萃取串级理论浮选中的应用

萃取串级理论浮选中的应用综合利用包头白云鄂博矿标志应是各种有用矿物综合回收，并为彻底解决包头放射性和氟的污染提供可靠工艺流程。

包头白云鄂博主动矿含有大量有用元素工业矿物，例如稀土（稀土矿物）、铁（铁矿物）、氟（萤石矿物）、磷（磷矿物）、钡（重晶石矿物）等，由于矿山储量大、各种矿物的绝对出两度很大。

长时期以来，我们总有一个想法，能不能把这些矿物相互分开、获得各种有用元素精矿，如能做到这一点，就算是真正解决了包头矿的综合利用，这就为从根本上解决放射性和氟污染提供了可靠的工艺流程。

矿物的最大限度的综合利用，可大大降低尾矿量，例如主矿萤石型矿中有用矿物占85%以上，如都能综合回收，则尾矿就很少了。

而且是含氟和放射性很低的尾矿，但现在生产中尾矿量达到矿石量的70%以上，并含大量的稀土（也就有钍）和氟。

综合选矿的解决将为冶炼提供了很大的方便。

多年来由于选矿没有解决，使冶炼流程各种各样，如中贫矿直接入高炉的“第二流程”；低品位稀土精矿湿法冶炼；低品位稀土精矿脱铁冶炼稀土合金；高碱度烧结；尾矿的选矿等等。

这都是由于矿物间分离不好而造成的，如果各种矿物的分离很好，精矿品位和收率都很高，则冶炼流程就会比较简单，有些流程都比较定型了。

要做到有用矿物的相互分离，必须加强浮选选矿串级工艺理论研究，当前在浮选中大家主要集中于寻找更有效的药剂和单级最优化的条件（如药剂制度、温度、浓度、粒度等）方面，这两方面固然很重要，但当前更重要的是在单级最优的条件下寻找串级最优化的工艺条件。

熟知稀有金属萃取的同志一定知道，元素的萃取分离化，不仅要确定一个单级最优化条件，（即选择一个分离系数大的体系）更重要的是确定串级最优化（多级工艺）条件，才能得到预期的高品位、高收率的指标。

包头稀土元素中七个轻稀土元素的萃取分离就是一个典型的例子。

我们的研究工作就是从这里开始的，就是企图用萃取串级理论来解决浮选问题。

通过实践证明，浮选虽有其特殊性，但萃取串级理论完全是适用的。

萃取课件-3

1. 取含La 、Pr 的混合稀土料液浓度为200 g/L (其中La 占50%)的料液10ml ，有机相30ml 进行单级萃取，分析平衡水相中La 和Pr 的浓度分别为48g/L 和18g/L 。

分别计算La 和Pr 的分配比、萃取比、萃取百分率以及La 和Pr 的分离系数。

作业36.0DLa(2’)1、P204、P507、TBP、P350、环烷酸、N2352、在高/低Cl-浓度溶液中萃取铁3、P507萃取分组稀土，Gd/Tb分离段的洗涤段平衡水相酸度为1 mol/l HCl，所用洗酸为5.5 mol/l HCl，则平衡水相稀土浓度为：_________ mol/l。

4、某稀土料液浓度(M)F=1.2 mol/l，用1.0 mol/l P204+煤油作有机相萃取稀土，皂化率30%，将50% RE萃入有机相，则萃取剂的饱和容量=_________ mol/l，R=第3章串级萃取理论Theory of countercurrent extraction3串级萃取理论3-1 研究内容3-2 分馏萃取的基本关系式3-3 优化串级萃取理论的设计步骤3-4 串级萃取工艺设计实例3-1-1 串级萃取确定下列变量1、萃取液的组成（有机相出口）2、萃余液的组成（水相出口）3、各种溶液的流量（Vs 、V F 、Vw）4、总级数（n+m）及进料级位置（n , m）3-1 研究内容3-1-2 串级萃取研究内容1、研究待分离的两种或两组物质在各级萃取器两相间的分布随工艺条件不同而变化的规律。

2、找出产品纯度，收率与串级萃取条件之间的关系目的：确定最优串级萃取工艺。

3-1 研究内容最优串级萃取工艺的两条标准：1、分离效果最好2、日产量最大—在萃取器的总容积和日产量相同的情况下，分离效果最好的工艺；—在萃取器的总容积和分离效果相同的情况下，日产量最大，生产单位产品的原材料消耗最低的工艺。

只要满足(1)或(2)就可以称为最优工艺。

La_Ce_Pr_Nd四组份串级萃取Ce_Pr分离系数的研究及其在工艺设计中的应

时的有效分离系数: ( Nd+ Pr ) / ( Nd+ P r) ( L a+ Ce) / ( L a+ Ce) Nd La Nd/ P r ×( )+ 1 1+ ( ) Pr Ce = P r/ Ce × × ( 1) Nd 1 1+ ( ) 1+ ×( L a ) Pr Ce/ La Ce 式中 : La 、 Ce 、 P r、 Nd 、 La 、 Ce 、 P r、 Nd 分别表示各
P r/ Ce
图 1 L a、 Ce、 Pr、 N d 四组份 Ce/ Pr 二出口体系中组份纯度和有效分离系数在串级槽体内的分布示意图 Fig. 1 Distribution of purity and eff ective separation coef f icient in cascade extraction of La , Ce, Pr, Nd tetracomponent Ce/ Pr two exit system
对恒定混合萃取比体系两组份分离工艺理论计算 , 北京大学在串级萃取理论的基础上, 提供了一套串级萃取工艺参数的计算方法
[ 1、 2]
同特点作适当近似 , 并且也未考虑萃取体系各组元在萃取操作过程中的重新分布。本文研究了以水相进料 L a 、 Ce 、 Pr 、 Nd 四组份串级分馏萃取 NdP r / CeL a 分离体系有效分离系数在萃取槽体中的变化规律。根据各组元在萃取分离过程中的萃取行为, 对四组份二出口体系进行了剖析 , 按照物料组份的量的进出平衡的原则、组份最终走向的规则, 推导了该类体系作为两组份切割分离时有效分离时有效分离系数的函数表达式 , 该函数式不仅与分离元素的本性 ( Nd/ Pr 、P r/ Ce 、Ce/ L a ) 有关 , 而且与各元素的分量有关。由此提出了四组份两出口工艺设计的有效分离系数模型, 即以出口水相和出口有机相稀土元素配分计算萃取段和洗涤段的有效分离系数 , 然后应用串级萃取理论关于两组份体系萃取级数、洗涤级数、萃取量、洗涤量的计算方法, 得到 La 、 Ce、 Pr 、 Nd 四组份体系 Ce/ Pr 分离时的各项工艺参数。本文还介绍了应用本研究的结论进行工艺设计的方法, 直接指导本所的 NdP r / CeLa 生产线参数的优化设计。生产实践表明 : 生产指标达到了工艺设计要求的分离指标 , 其工艺参数是可靠的。在分离指标不变的情况下, 设备处理能力提高了 57. 82% , 酸、氨耗分别下

萃取法提锂综合设计

色化学理念。
萃取剂选择及操作条件对提锂效果有重要影响，需进行优化控
03
制。
研究不足与展望
1
萃取法提锂工艺中萃取剂的研发和优化仍需加强，以提高萃取效率和降低成本。
2
现有萃取法提锂工艺的研究主要集中在单一萃取剂体系，多萃取剂联合应用的研究较少。
3
萃取法提锂过程中涉及的化学反应和动力学机制尚不完全清楚，需要进一步深入研究。
。
溶剂萃取法具有分离效果好、选择性高、处理速度快等优点，是
提锂领域的研究热点之一。
研究目的与意义
研究目的
通过对萃取法提锂的原理、影响因素及工艺流程进行研究，提高锂的提取率和纯度，降低生产成本。
研究意义
锂是一种重要的战略资源，对于国家的能源、化工、材料等领域具有重要意义。提高锂的提取率和纯度，有助于推动相关领域的发展，提高国家竞争力。
萃取工艺流程及设备
萃取法提锂的工艺流程包括混合、分离和反萃取等步骤。
在混合步骤中，将含锂原料与萃取剂混合，使锂离子进入有机相中；在分离步骤中，将含锂的有机相与水相分离；在反萃取步骤中，用无机酸或碱将锂离子从有机相中反萃取到水相中。
萃取设备包括混合器、分离器、反萃取器等，其中混合器和分离器是实现锂离子从水相或固相转移到有机相中的关键设备，要求具有较高的混合效率和分离效果。反萃取器则是将锂离子从有机相转移回水相中的关键设备，要求具有较高的反萃取效率和较低的能耗。
实验结论与讨论
结论
实验表明，萃取法提锂是一种有效的提锂方法，具有高提取率、高选择性等优点。
讨论
萃取法提锂实验中，需要注意控制实验条件，如萃取剂浓度、温度、时间等因素，以保证实验结果的稳定性。此外，还需要进一步研究不同类型萃取剂在提锂中的应用及其效果。

萃取的基本原理的应用实例

萃取的基本原理的应用实例萃取的基本原理萃取是一种常用的分离和提纯技术，基于物质在两个不同相中的分配行为。

该技术在化学、生化、环境科学等领域都有广泛的应用。

其基本原理可以总结如下：1.理论基础：萃取基于分配系数的原理。

分配系数是两相中物质浓度比的指标，由体系的温度、相互作用力和物质的化学特性等因素决定。

2.萃取过程：将待分离物质（溶质）溶解在一种溶剂中，然后将溶液与另一种不相溶的溶剂进行充分混合。

由于两种物质在两相中的分配系数不同，溶质将分配到其中一相中，从而实现分离、提纯的目的。

3.萃取剂的选择：萃取剂是萃取过程中的关键因素之一，其选择应考虑溶质的性质、希望实现的分离效果以及操作条件等因素。

常用的萃取剂包括有机溶剂、盐类溶液、聚合物溶液等。

应用实例1. 萃取生物活性物质萃取在生物活性物质的提取和纯化中有广泛应用。

例如，从植物中提取药物成分，通过萃取纯化可获得高纯度的有效成分。

以中药材为例，萃取技术可用于提取具有药理活性的化合物，如生物碱、黄酮类化合物等。

该技术可提高纯度，降低杂质含量，为药物研发和制备提供了重要手段。

2. 萃取环境污染物萃取技术在环境科学领域用于分离和提取环境污染物。

例如，地下水或土壤中存在的有机污染物可以通过萃取技术进行有效的提取和分离。

常用的萃取剂包括有机溶剂，如甲醇、乙酸乙酯等。

此外，萃取技术也可以用于水体中重金属的提取和分离。

3. 萃取金属离子萃取技术广泛应用于金属离子的分离和提取。

例如，从矿石中提取金属元素，通过合适的萃取剂可以将金属离子与其他杂质分离。

萃取技术在冶金、矿产资源开发中具有重要的地位，可以实现对贵金属和稀有金属的高效提取和分离。

4. 萃取有机合成中间体在有机合成过程中，萃取技术也有重要应用。

例如，有机合成中生成的化合物可能需要进行多次反应和分离，而其中一步通常使用萃取技术实现。

通过萃取可以有效地分离产物和副产物，使得有机合成过程更加高效和纯净。

5. 萃取食品成分萃取技术在食品加工和分析中起到关键作用。

串级萃取最优混合萃取比方程

Ｖｏ１０，．．３Ｎｏ３
第３０卷第３期
文章编号：９２５—２９（０Ｉ０００００２５２１）３— ２７— ３
串级萃取最优混合萃取比方程
张留杰，卢虎生
（内蒙古科技大学材料与冶金学院，内蒙古包头０４１）１００
１７９８年徐光宪发表了串级萃取理论—— 最优
韦‘ 提出了串级萃取最优萃取比精确方程．钟学
明等运用迭代函数法对稀土萃取最优化值进行了计算．本文针对水相进料，在料液组分及两端产品纯度确定的情况下，以萃取槽的总容积不变，两端出口的总日产量最大为目标，建立了最优混合萃取
关键词：串级萃取；萃取比方程；稀土
中图分类号：Ｆ０．Ｔ８４２文献标识码：Ａ
摘
要：Ｏ世纪７２０年代，徐光宪提出了最优萃取比方程，方程为萃取分离工业选择好的工艺条件，该提高经济效益
起到了很好的作用．在其基础之上，在料液组分及两端产品纯度确定的情况下，以萃取槽的总容积不变，两端出口
Ｋｅｒｓ：ｏｔｒｃｒｎｘｒｃｉｎ；ｅｔａｔｏａｔｒａｅａｔｙｗｏｄｃｕｎｅ — ｕｒｅｔｅｔａｔｏｘｒｃｉｎｆｃｏ；ｒｔｒｅｒｈ
ＡｂｔａｔＩｈ９０，ＸｕＧｕｎｘａｕｏｗｒｈｐｉｚｄｅｔｃｉｎｆｃｏ，ｗｉｈｐａｓａｖｒｏｄｒｌｎｃｏｓｎｏｄｓｒｃ：ｎｔｅ１７ｓａｇｉｎｐｔｆｒａｄｔｅｏｔｍｉｅｘｒｔａｔｒａｏｈｃｌｙｅｙｇｏｏｅｉｈｏｉｇｇｏｐｏｅｓｃｎｉｏｓａｄｉｒｖｎｅｅｏｏｃｂｎｆｓｆｒｅｔｃｉｎａｄｓｐｒｔｎｉｄｓ．Ｉｈｓｐｐｒｎｅｏｄｔｎｆｔｅｒｃｓｏｄｔｎｎｍｐｏｉｇｔｃｎｍｉｅｅｉｏｘｒｔｎｅａａｉｎｕｔｉｈｔａｏｏｙｒｎｔｉａｅ，ｕｄｒｃｎｉｏｓｏｉｈ

P_507_萃取分离含镍废水中铬的工艺研究

waste water of Ni is used as raw material, separation technology and technology parameter are designed on the theory of cascade extraction sys tem, and the separation coefficient between Ni and Cr is studied through experiment too. The effect shows that Ni and Cr( Cr( ) and Cr( ) ) can be effectively separated by cascade extraction, the content of total Cr in the product of nickel sulphate is less than 5 ! 10- 6 and the recovery rate is more than 98% .
NiSO4- 1 NiSO4- 2 NiSO4- 3
21. 2 21. 6 21. 3
3. 2 ! 10- 4 2. 5 ! 10- 4 1. 8 ! 10- 4
98. 15 98. 48 98. 26
( 2) 通过对分离系数的研究, 发现在产品的纯化过程中, 萃取剂对某些杂质的分离系数不是常数, 而是随着产品纯度的变化而发生改变的, 在计算工艺参数时须考虑这个因素。
第 22 卷第 4 期 2002 年8月
江西冶金 JIANGXI METALLURGY
Vol. 22, No. 4 August 2002
文章编号: 1006 2777( 2002) 04 0008 03

萃取法提锂综合设计

ห้องสมุดไป่ตู้
萃取剂的选择与性质
有机相和水相的混合
锂离子萃取
反萃取
萃取过程中的化学反应
研究萃取过程中的动力学性质，如扩散系数、反应速率等，以优化萃取过程。
动力学研究
研究萃取过程中的热力学性质，如活度系数、分配系数等，以预测萃取效果。
热力学研究
萃取动力学与热力学
萃取过程的基本步骤
将水相和有机相混合，使锂离子从水相进入有机相。
萃取工艺流程设计
1
萃取设备的选择与操作
2
3
离心萃取器、混合萃取器、分步萃取器等。
萃取设备
根据锂离子萃取工艺的实际需求，选择适合的萃取设备。
设备选择
控制萃取设备的各项参数，如压力、温度、流量等，保证萃取设备的稳定性和可靠性。
设备操作
成本构成
萃取剂成本、设备折旧、人工成本、能源消耗等。
成本优化
通过优化工艺流程、选择适合的萃取设备、控制各项成本等手段，实现经济性分析。
萃取过程的经济性分析
萃取法提锂工艺在工业上广泛应用，如电池行业、陶瓷行业、玻璃行业等。
工业应用
介绍不同行业应用萃取法提锂工艺的具体案例，如某电池生产企业的锂离子电池生产过程等。
应用案例
萃取过程的工业应用案例
萃取法提锂技术前沿
04
01
双水相萃取技术是指将两种水溶性溶剂在一定条件下混合，形成两相，从而使不同物质在不同相间发生分离的技术。
膜萃取技术
萃取法提锂工业应用
05
盐湖卤水提锂
1
矿石提锂
2
3
矿石提锂是萃取法提锂的另一种工业应用。
萃取剂和萃取体系的选择是影响矿石提锂效果的关键因素。

稀土串级萃取法

稀土串级萃取法
稀土串级萃取法是一种分离稀土元素的工艺流程，由于17种稀土元素的物理性质和化学性质极其相近，且稀土元素同伴生杂质元素较多，因此，其萃取流程是较为复杂的。

常用的萃取工艺有三种：分步法、离子交换和溶剂萃取。

串级萃取理论是徐光宪教授在20世纪70年代创建的，建立了稀土串级萃取工艺的最优化参数计算方法。

结合计算机技术，又建立了串级萃取工艺的静态参数设计和动态仿真计算技术，实现了工艺设计参数到工业规模生产应用的“一步放大” 。

串级萃取理论在生产中的应用

文章编号:1004-9762(2002)01-0042-04串级萃取理论在生产中的应用赵治华1,李冬1,王军2(1 包头钢铁(集团)公司稀土高科技股份有限公司,内蒙古包头 014010;2 包头钢铁学院材料与冶金工程系,内蒙古包头 014010)关键词:稀土;串级萃取理论;应用中图分类号:TQ028 3+2 文献标识码:A摘要:针对溶剂萃取在稀土分离中的应用实例,统计出四组份体系(LaCePrNd)2(SO4)3水溶液在P204(煤油)中的平衡数据,研究了萃取方式及特点,提出了应用串级萃取理论计算实际级数的原则Application of series extraction theory in productionZHAO Zhi hua1,LI Dong1,W ANG Jun2(1.Rare Earth High Tech Co.Ltd,Baotou Iron and Steel Group Co.,Baotou014010,China;2.Department of Material and M etallurgical Engi neering,UIS T Baotou,Baotou014010,China)Key words:rare earth;series extraction theory;applicati onAbstract:Pointing to the actual application examples of solvent extraction in rare earth separation,the balance data in a sys tem of four groups (LaCePrNd)4(SO4)3water solution in P204(Kerosene)are statistically counted,methods of extraction and its features are studied and the prin ciples of counting the actual progression by using series extraction theory are presented.自从原子能工业中采用溶剂萃取法分离提纯核元素以来,萃取分离技术已在化工、制药、石油化工、湿法冶金、稀土分离等工业上得到了迅速发展,并取得了良好的效果在应用过程中,为了获得高纯分离产品和高的收率,大多数萃取分离工艺采用分馏萃取,而其基础为逆流萃取随着溶剂萃取法的推广深入,有关萃取理论也在不断地发展深化,特别是针对不同的分离对象,可采用不同的处理方法本文例举了目前广泛应用于稀土分离的P204 (煤油)-硫酸体系镧铈镨钕分离工艺,通过对实测数据的分析,讨论了该体系的萃取方式及特点,同时对采用串级萃取理论的计算级数与实际级数之间的差异进行了分析,试图在分析过程中寻找出有利于实际应用的基础条件 1 P204(煤油)-硫酸体系LaCePr/Nd分离工艺的理论计算1 1 规定参数1 1 1 物料组成f A=0.165,f B=0.835,w(La2O3)=27.0%, w(CeO2)=51.0%,w(Pr6O11)=5.5%,w(Nd2O3) =16.5%,w(Sm2O3)<0.06%,w其它<0.04%. 1.2.2 分离指标P A=0.99,R A=0.95.1.2.2 分离系数通过实验选定本工艺萃取段的分离系数和洗涤段分离系分别为:=1.32, =1.37.2002年03月第21卷第01期包头钢铁学院学报Journal of Baotou Universi ty of Iron and Steel TechnologyMarch,2002Vol.21,No.1收稿日期:2001-09-18作者简介:赵治华(1968-),男,内蒙古呼和浩特人,包头钢铁(集团)公司工程师,硕士,主要从事稀土萃取理论研究1 2 计算参数P 204属于酸性磷类萃取剂,在萃取过程中P 204一般以二聚体形式参与反应,为阳离子交换过程,反应式为:R 3+(水)+3(HA)2 R(HA 2)3+3H +,lg D =lg K +3lg[(HA)2]+3pH .为便于讨论问题,假定该体系为恒定萃取比体系,通过串级萃取理论进行计算根据文献[1]有:E B =(2+ /8)/(1+ + /8)=0.871,(1) E A =(1+ + /8)/(2+/8)=1.170,(2)n =lg b /lg E B =21.5,(3)m +1=lg a/lg /E A =39.4,(4)由此可知,P 204(煤油)-硫酸体系镧~镨/钕分离的理论级数与实际级数比较,洗涤段相差2级,吻合较好,萃取段相差9级,差异较大如用萃取段实际级数推算,则分离系数为1 22,与实测数据不符,而通过实测分析也不存在所谓无效级下面通过研究逆流萃取方式特点进一步说明应用串级萃取理论计算级数的局限性2 萃取方式在溶剂萃取中有多种萃取方式,根据不同的要求和不同的条件可采用不同的方式为了获得高纯产品和高的收率,在实际生产中大多采用分馏萃取,而它的基础是逆流萃取2 1 逆流萃取的2种方式分馏萃取体系分解如图1所示图1 分馏萃取体系的分解Fig.1 Distillation extraction system !s decomposition由于每种物质在2种不相溶的溶液中具有不同的化学位,也就使该物质在这2种溶液中平衡浓度不同,这是溶剂萃取分离的依据一般分为2种方式,一种称为∀萃入#方式,另一种为∀置换#方式先讨论萃入方式,这是指萃入同一有机相中的各物质元素的量以及各元素量之和是变化的以镧~镨/钕为例,钕为易萃组份,镧、铈、镨为难萃组份,其分配系数为D A ,D B 有机相、水相体积为V o ,V w ,具体见图2的单级萃取图2 单级萃入方式Fig.2 Single progression extraction method从物料平衡及分配系数定义可以得到以下方程:A 0+A F =A 1+A 1,(5)D A =(A 1/A 1)/(V w /V o ),(6)B 0+B F =B 1+B 1,(7)D B =(B 1/B 1)/(V w /V o )(8)在已知A F ,B F ,D A ,D B ,A 0,B 0时就可求解出A 1,B 1,A 1,B 14个未知数现将A 1,B 1的解表示如下:A 1=(A 0+A F )/(1+D A ),(9)B 1=(B 0+B F )/(1+D B ),(10)A 1和B 1可分别将式(9),(10)代入求得式(5)~(8)是逐级计算的方程另一种是∀置换#方式,它是指有机相中先含有物料A 0,B 0,如图3图3 单级置换方式Fig.3 Sing le progression displacement method43赵治华等:串级萃取理论在生产中的应用在整个萃取过程中,有机相中总的A 和B 的量是不变的,即A 0,B 0之和等于A 1,B 1之和,而A 1和A 0,B 1和B 0是可以变化的,即相当于A 与B 在置换同样根据物料平衡及分离系数的定义和置换方式的规定可以得到4个方程:A 0+A F =A 1+A 1,(11)B 0+B F =B 1+B 1,(12) A/B =A 1/A 1 B 1/B 1,(13)A 0+B 0=A 1+B 1(14)在已知A 0,B 0,A F ,B F 和的条件下可求解A 1,B 1,A 1,B 14个未知数其解为:A 1={-M +[M 2-4( A/B -1)(A F +B F )(A F +A 0)]1/2}/2( A/B -1),(15)其中,M = A/B B 0- A/B A F +2A F +B F +A 0B 1,A 1,B 1均可从式(11)~(14)求出这里没有应用D A ,D B ,而是用它们的比值 A/B 尤其在萃取段第1,2级及洗涤段最后2,3级,D A ,D B 变化很大,但是它们的比值 A/B 变化很小,这时用置换方式就比较方便2 2 2种方式的适用范围在确定的体系,根据规定参数,对2种方式的逆流萃取可根据类似的单级萃取公式式(5)~(15)采用试差法逐级计算,可以分别求出所需级数萃入方式的计算方法能适用于任何场合,但是它要求分配系数D 为已知K (R 3+)=a(R(HA 2)3)a 3(H +)/a(R 3+)a 3((HA)2),(16)D =a (R(HA 2)3)/a (R 3+),(17)可知D 与平衡常数K 、平衡时自由萃取剂活度a (HA)的多次方、氢离子平衡活度a(H +)的多次方有关由实际生产数据可以得出,D (Nd/Pr),D (Ce/La)并不恒定而在应用串级理论设计时,假定其为恒定萃取比体系,这是理论级数与实际级数相差的原因之一若采用置换方式,例如用皂化的P 507(煤油)/盐酸体系,可基本保证体系为恒定的混合萃取比体系其次置换方式中要求简便计算时为常数由于单个的分配系数D 变化太大,很难找到多元素体系中的D 的关系,但是可以通过来解决由式(17)知:(Nd/Pr)=D (Nd)/D (Pr)=K (Nd)a 3((HA)2,Nd)a 3(H +,Nd )∃a 3(H +,Pr)K (Pr)a 3((HA)2,Pr).(18)对于在同一溶液中的镧、镨来说,a (H +),a ((HA)2)应该一样,所以在忽略稀土的活度系数情况下, (Nd/Pr)=K (Nd)/K (Pr),这时 (Nd/Pr)仅仅是与K (Nd),K (Pr)热力学平衡常数有关只要K (Nd),K (Pr)不变或变化趋势相似,就可以保持 (Nd/Pr)不变,这对于化学性质很相似的同一族稀土元素来说是可以满足的,所以置换方式的逆流萃取能用在化学性质相似、萃取时的化学反应形式相同的体系的分离中2 3 2种逆流萃取方式的特点对于P 204(煤油)/R 2(SO 4)3体系镧~镨/钕分离,由平衡数据看出,洗涤段水相(REO)趋于恒定,主要进行的是La,Ce,Pr,Nd 的置换反应从图4可以看出,置换方式的水相中难萃组份镨有很大积累,出口萃余水相中的镨含量远远低于萃取体系中的镨含量,这意味着置换方式要有大量的积累,使体系不容易达到平衡,从启动到平衡需要更长的时间,这就是稀土生产中常遇到的从投料到出产品的启动问题当槽体达到平衡时,镨峰将降低扩散,但最终会保持一定的峰值存在,同时也保持镨在出口的峰值这一事实在P 507镨铷分离过程中同样存在,镨峰值与范围只和流比相关,但往往会影响到级数确定图4 水相级样稀土分布图Fig.4 Rare earth distribution plan of diffirent water phase从理论级数计算与实际级数比较,到实测数据与以往P 507镨铷分离实测数据比较,证实了在P 204 H 2SO 4体系洗涤段计算可采用串级萃取理论按恒定萃取比体系计算44包头钢铁学院学报2002年03月第21卷第1期在P204 H2SO4体系LaCePr/Nd分离萃取段中,酸度变化直接影响到P204稀土萃取量的变化本体系酸度较高,在此酸度下置换速度低于萃取速度,虽然有人通过实验证实值与酸度无关[2] 但理论计算级数往往远低于实际级数这一现象在P204铷钐分组洗涤段[3]、P507镧铈分离过程中同样存在[4],其原因有待进一步研究探索对于置换方式的逆流萃取,有机相的总量保持不变,所以整个系统的pH值也基本保持不变具体数值的大小,与有机相总量有关,这时pH值由萃入有机相的元素的数量确定往往在出口萃余水相的pH值比其他各级高而其他各级水相的pH值基本不变(指酸度恒定段),要想改变已无可能这2种萃取方式在pH值的变化方面是不同的3 结论基于上述逆流萃取的基本讨论,结合前文的用于稀土分离的液-液萃取体系和前人所得到的经验,在应用串级萃取理论确定实际级数时,要充分考虑逆流萃取2种方式的作用对于非恒定的混合萃取比体系,其级数计算应采用萃取逐级计算公式式(5)~(15)设计;对于恒定混合萃取比体系能否直接采用应视具体分离体系而定参考文献:[1] 徐光宪稀土的溶剂萃取[M] 北京:科学出版社,1987 396 407[2] 廖宝强,王静萃取过程的数学平衡[R] 北京:清华大学核能技术设计研究院,1991[3] 刘建军,贾千贵钕-钐萃取分组工艺条件优化[J]中国有色金属学报,1997,7(S1):184 185[4] 叶祖光,等 P507盐酸体系轻中稀土全萃取连续分离工艺研究[J].稀土,1986,47(5):13 17.符号表:A:易萃组分;B:难萃组分;f:摩尔分数或质量分数;P:分离纯度;R:收率;:分离系数;E:萃取比;n:萃取段级数;m:洗涤段级数;D:分配系数;K:平衡常数;o:有机相;F:料液;w:水相信息窗用转炉冶炼超低硫钢日本新日铁公司发明了一种在转炉内冶炼超低硫钢的方法冶炼过程分为两个阶段;在第一阶段,当铁水含碳量降至0 3%~2 5%时,加入脱硫剂进行脱硫处理,然后把脱硫渣清除在第二阶段,加入脱磷剂进行吹氧冶炼,最后得到成分合乎规定的钢水第一阶段铁水含碳量不能大于2 5%,否则脱碳量不够,温度上升不多,不能得到促进脱硫反应的效果但是含碳量也不能小于0 3%,否则脱碳量过多,使金属氧化增加,渣中氧位升高,不利于脱硫反应进行,铁水含碳量控制在0 3%~2 5%时,把脱硫剂通过顶枪吹入熔池,同时利用底枪进行搅拌,脱硫率能够达到最佳值这种在转炉内冶炼超低硫钢的方法,可充分地利用转炉内进行脱硫的最佳热力学和动力学条件,即:高温、碱性、还原气氛、强烈搅拌等,使脱硫反应大大加快,脱硫剂和还原剂消耗减少,脱硫渣清除后能使脱磷反应很快进行摘录自%中国冶金报&2002-02-27(3)45赵治华等:串级萃取理论在生产中的应用。