萃取冶金学

萃取冶金学

萃取冶金学

教材：邓佐国，徐廷华.萃取冶金学.自编教材参考书：徐光宪.稀土.北京：冶金工业出版社

设置的目的

萃取是提取冶金、有机化工、制药工业、分析化学的重要单元操作。

目的：

掌握萃取的基本知识、基本理论、工艺知识，为从事湿法冶金打好基础。

研究内容

萃取内容：

有机物萃取（转移的物质是有机物）：

有机化合物的分离提纯、制药工业、抗菌药的生产

无机物萃取（转移的物质是无机物）：

有色金属、稀有金属、贵金属、稀有分散金属的分离提纯

萃取冶金学主要研究无机物萃取

讨论的问题

萃取的基本知识

萃取过程化学

串级萃取理论考核

平时听课10％

平时作业10％

大型练习10％

考试70％

第0章绪论

1. 发展历史：

1000多年前液—固萃取烧酒→药酒

19世纪无机化合物萃取得以发展（Nerhest分配定律）1908年石油工业

1940年TBP作核燃料萃取剂

2.稀土元素

（原子序数从57-71的15种镧系元素以及与镧系元素性

质上相似的Y、Sc）

镧（La）铈（Ce）镨（Pr）钕（Nd）钷（Pm）

钐（Sm）铕（Eu）钆（Gd）铽（Tb）镝（Dy）

钬（Ho）铒（Er）铥（Tm）镱（Yb）镥（Lu）

钇（Y）钪（Sc）

Y3+离子半径在Ho、Er之间，即重RE组，化学性质与RE相似，自然界中又与重RE共存，所以归于重RE组。化合价：+3价第ⅢB族

镧系收缩：

镧系元素的离子半径随着原子序数的增加而减小的现象

P204萃取剂分组工艺特点，分为三组：

轻稀土中稀土重稀土

La ～Nd∕Sm Eu Gd∕Tb ～Lu Y

氧化镧

氧化铈

氧化镨钕

氧化钐

氧化铕

氧化钆

氧化铽

氧化镝

氧化钬

氧化铒

氧化铥

氧化镱

氧化镥

氧化钇

3、优点

¾处理容量大

¾反应速度快

¾分离效果好

¾设备简单

¾易实现自动化

分级结晶：盐类溶解度递变性质（T↓，溶解度小的先结晶）分级沉淀：化学试剂加入形成化合物，溶解度小的形成沉淀。

第1章溶剂萃取的基本知识

第一节萃取体系的组成及表示方法

第二节定量描述萃取平衡的几个重要参数第三节萃取操作方式及特点

第一节萃取体系的组成及表示方法

萃取冶金学一、萃取的定义

2、洗涤（Scrub）

用一种溶液对萃取后的负载有机相进行洗涤

（使由于萃入或机械夹杂而进入有机相的杂质被洗回到水相中）

目的：

提高有机相产品的纯度，提高水相产品的收率。

加一动画

3、反萃（stripping）

使物质从有机相返回到水相的过程。

目的：

1）从有机相中回收产品

2）有机相可再生循环使用

萃取冶金学二、萃取体系组成

有机相水相萃取剂*(extractant/extracting agent)稀释剂*(diluter/diluent/diluting agent)添加剂*(additive)

萃合物

无机酸（inorganic acid）

盐析剂（salting-out agent）

料液（feed）

2. 稀释剂

¾改善有机相的物理性能（如比重、粘度，流动性）

¾调节萃取剂的浓度

常用稀释剂：煤油比重0.78

3.添加剂

改善萃合物在有机相中的溶解性,避免萃取时产生乳化或生成第三相，添加高碳醇或其它化合物。

4.盐析剂

溶于水，不被萃取，不与体系中其它组分发生作用，但可提高萃取能力的无机盐

（半径越小，电荷越多的阳离子,盐析效应越大）

NO3，KNO3，NaNO3，Al(NO3)3如: NH

4

5. 无机酸

调节酸度或参与化学反应，使化合物获得较好的分离

如HNO

3,H

2

SO

4

,HCl

萃取过程中酸度的控制是影响元素萃取分离的主要因素之一。

第二节定量描述萃取平衡的几个重要参数

一、萃取平衡(Extraction equilibrium )

V 正V 逆

当V 正==V 逆，萃取达到平衡

标志：

物质在两相中的浓度和组成不随时间的改变而改变萃取平衡是在一定条件下的暂时的、相对的平衡。条件改变，建立新的平衡。

)

()(o A a A ⇔

二、定量描述萃取平衡的几个重要参数

¾分配比(Distribution ratio)

¾分离系数(Separation factor/separation coefficient)¾萃取百分率(Percentage extraction)

¾萃取比(Extraction factor/mass distraction ratio)

¾饱和容量(Saturated capacity)

1.分配比(Distribution ratio)

¾测定

SmCl3(0.5mol/l) / 0.24mol/l HCl/ 1mol/l P204+煤油=0.28mol/l, R=1, D=??

Co

注意事项：

（1）混合时间充分（2）澄清时间充分+

++

=

+H

HA

RE

HA

RE3

)

(

)

(3

3

2

2

3