萃取冶金
萃取过程原理及其在工业中的应用
萃取过程原理及其在工业中的应用一、萃取过程原理原理：萃取是利用不同的物质在选定溶剂中溶解度的不同以分离混合物中的组分的方法。
注意：分离过程纯属物理过程。
一、萃取过程原理（一）液—液萃取过程原理及应用（二）双水相萃取过程原理及应用（三）超临界流体萃取过程原理及应用1、单级萃取原理：料液与萃取剂在混合过程中密切接触，让被萃取的组分通过相际界面进入萃取剂，直到组分在两相间的分配基本达到平衡。
然后静置沉降，分离成为两层液体。
单级萃取萃取率较低。
2.多级错流萃取原理：原料液F从第一级进入，依次通过各级与加入各级的溶剂Si进行萃取，获得萃余相R1，R2……。
末级引出的萃余相RN进入脱溶剂塔I脱除溶剂SR，获得萃余液RN′。
加入各级的溶剂S1，S2……分别与来自前一级的萃余相进行萃取，获得的萃取相E1，E2……分别从各级排出，通常汇集一起后进入脱溶剂塔II脱除溶剂SE，获得萃取液RE′。
回收的溶剂SR和SE一起返回系统循环使用。
系统还应适量加入新溶剂以补充系统溶剂的损失。
3.多级逆流萃取原理：原料液F从第一级进入，依次经过各级萃取，成为各级的萃余相，其溶质组成逐级降低，溶剂S从末级第N级进入系统，依次通过各级与萃余相逆相接触，进行萃取，使得萃取相中的溶质组成逐级提高，最终获得的萃取相E1和萃余相RN通过脱溶剂塔I、II脱除溶剂，并返回系统循环使用。
液液萃取在工业中的应用1、液液萃取在石油化工中的应用分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体2、在生物化工和精细化工中的应用以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸3、湿法冶金中的应用用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜原理：当两种高聚物的水溶液相互混合时，两种被混合分子间存在空间排斥作用，使它们之间无法相互渗透，则在达到平衡时就有可能分成两相，形成双水相。
第三章 溶剂萃取法分离稀土元素 稀土金属冶金 教学课件
1 中性络合萃取体系
• 特点：
➢ 萃取剂为中性萃取剂，如醇、脂、醚、中性磷萃取剂 ➢ 萃取剂与被萃组分依靠配位键组成中性络合物 ➢ 被萃组分以中性分子形态被萃取
• 举例：
(RO)3P=O:
NO3
TBP萃取硝酸稀土
NO3 RE :OP(OR)3
(RO)3P=O:
NO3
3TBP (org) + RE3+(aq) +3NO3- (aq) =RE(NO3)3 ·3TBP (org)
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1 错流萃取
• 定义：一份料液依次与多份有机相接触的萃取方式 • 萃取过程示意图：
S0
S0
S0
F0
1 F1
2 F2
3
S0
n
Fn（纯B）
S1
S2
S3
Sn
F0—萃取料液；S0—空白有机相
• 萃取计算：φA =[A]n/[A]F =1/(1+EA)n；
φB =[B]n/[B]F =1/(1+EB)n
喹啉，脂肪酸、异构酸、环烷酸等 – 胺类萃取剂：伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐
• 常用萃取剂与稀释剂
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二、 萃取体系
• 萃取体系：被萃组分（含被萃物质的水溶液
）+萃取有机相（萃取剂+稀释剂+改性剂）
• 萃取体系的分类
1、中性络合萃取体系 2、酸性络合萃取体系 3、离子缔合萃取体系 4、协同萃取体系
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2 酸性络合萃取体系 • 特点
➢ 萃取剂为酸性萃取剂：酸性磷萃取剂、羧酸萃取剂、螯 合萃取剂等
冶金原理(11.2)--萃取实验
P204溶剂萃取铁一、萃取的有关基本概念1．萃取利用有机溶剂从与其不相混溶的液相中把某种物质提取出来的方法称为有机溶剂萃取，简称溶剂萃取。
它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的过程。
2．萃取剂萃取剂是一种有机试剂，它能与被萃物发生作用，生成一种不溶于水相而溶于有机相的化合物，从而使被萃物从水相转入有机相，如P204就是一种萃取剂。
3．稀释剂为了改变有机相的物理性质（如粘度、比重等）而加入的一种有机溶剂，而又不与被萃物发生作用，故又称为惰性溶剂。
4．被萃物从水相中转入有机相的物质。
5．萃余液与萃取液萃取分层后，所得水相称为萃余液，而含有被萃物的有机相称为萃取液。
6．分配比与分离系数萃取达到平衡后，被萃物在有机相中的总浓度与其在水相中的总浓度之比，称之为分配比，符号D；在统一萃取体系中，同样条件下A、B两种物质的分配比的比值，称之为分离系数，符号为β。
7．反萃及反萃剂用一种水溶液从使被萃物从萃取液中重新进入水相的过程叫反萃取，反萃所用的水溶液称之为反萃剂。
二、P204萃取铁的原理P204是二（2-乙基己基）磷酸的代号，国外简写为HDEHP。
它是一种酸性萃取剂，其结构简式为：萃取时，P204释放-OH上的氢离子，与被萃物阳离子发生交换反应，结果金属阳离子进入有机相，为书写方便，我们将其结构简式用HA表示，则其萃取铁的化学反应式如下：Fe3+(aq)+3HA(o)=FeA3+3H+任何化学在达到化学平衡时都是一个动态平衡，根据反应式可以知道，随着化学反应的进行，溶液的酸度增大，阻碍化学反应向右进行。
为避免这一不利因素，通常在实用前将P204进行皂化处理，即用碱性物质与P204进行反应。
用来表示其皂化程度的量，我们称之为皂化率，即：皂化率=与碱性物质发生反应的物质的量/要处理的物质的总量一般根据实际情况来决定皂化率的大小。
P204与铁结合后生成的金属盐在与强酸作用时，P204的金属盐便发生水解，P204又以游离酸的形式存在，而金属离子则进入溶液相，从而实现了反萃。
溶剂萃取在湿法冶金中的应用
溶剂萃取在湿法冶金中的应用溶剂萃取是一种常用的湿法冶金技术，广泛应用于金属提取、废物处理和资源回收等领域。
本文将详细介绍溶剂萃取在湿法冶金中的应用，并探讨其原理、优点和局限性。
一、溶剂萃取的原理溶剂萃取是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过选择合适的溶剂，将目标物质从混合物中分离提取出来的一种方法。
在湿法冶金中，溶剂萃取主要用于从矿石或废物中提取有价金属或有用物质。
二、溶剂萃取在金属提取中的应用1. 金属提取：溶剂萃取广泛应用于金属提取过程中。
通过选择合适的溶剂，可以将目标金属从矿石中提取出来，实现资源的高效利用。
例如，铜的提取常采用有机相中的萃取剂萃取，将铜从硫酸铜溶液中萃取出来，然后再通过后续的步骤得到纯铜。
2. 废物处理：溶剂萃取也被应用于废物处理过程中。
例如，含有有害金属离子的废水可以通过溶剂萃取方法进行处理。
选择合适的溶剂，可以将有害金属离子从废水中分离出来，减少对环境的污染。
3. 资源回收：溶剂萃取在资源回收领域也有重要应用。
例如，废旧电子产品中含有稀有金属如铜、金、银等，可以通过溶剂萃取的方法将这些稀有金属从废弃电子产品中提取出来，实现资源的再利用。
三、溶剂萃取的优点1. 分离效果好：溶剂萃取可以根据不同物质在不同溶剂中的溶解度差异进行分离，具有较高的分离效果。
2. 工艺简单：溶剂萃取过程相对简单，不需要复杂的设备和高温高压条件，适用于工业化生产。
3. 适用范围广：溶剂萃取适用于多种物质的分离提取，可以应用于不同的湿法冶金过程。
4. 资源回收率高：通过溶剂萃取可以高效提取目标物质，实现资源的回收利用，减少资源的浪费。
四、溶剂萃取的局限性1. 溶剂选择困难：溶剂的选择对溶剂萃取的效果至关重要，但溶剂的选择并不是一项容易的任务，需要综合考虑物质的性质和溶剂的成本等因素。
2. 操作条件要求高：溶剂萃取过程中，对操作条件的要求较高，包括温度、压力、溶剂的选择等，需要严格控制以保证分离效果。
湿法冶金萃取槽工艺流程
湿法冶金萃取槽工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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一、工艺流程概述。
湿法冶金萃取槽是一种用于分离和提纯金属的设备，其工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 浸出，将含金属的矿石或废料与浸出剂（如酸、碱、盐等）混合，使金属溶解在浸出剂中，形成浸出液。
有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换
溶剂萃取应用范围
溶剂萃取被广泛应用于有色冶金中的金属提取、有机物的分离等领域。
离子换基本原理
离子交换是利用固体层状材料具有特定化学结构和吸附性能，通过吸附和解 吸过程实现目标物质的分离提取。
离子交换应用范围
离子交换广泛应用于有色冶金中的离子分离、水处理、废水处理等方面。
溶剂萃取与离子交换的比较
溶剂萃取和离子交换都是重要的分离和提取技术，具有各自的优势和适用范 围。
总结与展望
溶剂萃取和离子交换在有色冶金中发挥着重要作用，随着技术的不断发展， 它们的应用将不断扩大和深化。
有色冶金原理第八章溶剂 萃取和离子交换
本章将介绍有色冶金中重要的分离和提取技术，包括溶剂萃取和离子交换， 并探讨它们的原理、应用范围以及比较等方面。
原理概述
溶剂萃取和离子交换是在有色冶金中广泛使用的分离和提取技术。
溶剂萃取基本原理
溶剂萃取是通过溶剂将目标物质从溶液中分离提取出来的过程，主要利用物 质在不同溶剂中的溶解度差异实现分离。
萃取在化工原理中的应用
萃取在化工原理中的应用1. 什么是萃取？萃取是一种化学分离技术，广泛应用于化工领域。
它通过在两相间转移溶质分子，实现了对混合物中物质的分离和纯化。
2. 萃取的原理萃取的原理基于溶液中不同组分的亲和性差异。
在萃取过程中，通常会选择一个溶剂（称为萃取剂），将其与待分离的混合物接触。
混合物中的物质会根据其亲和性被分配到不同相中。
通过调节操作条件（如温度、pH值等），可以实现目标物质的富集和纯化。
3. 萃取在化工中的应用3.1. 萃取在分离和纯化中的应用萃取在化工领域中被广泛应用于分离和纯化混合物。
通过选择合适的萃取剂和操作条件，可以实现对目标物质的高效分离和纯化。
例如，在石油工业中，萃取技术被用于从原油中提取出有价值的化合物，如石蜡、润滑油等。
在制药工业中，萃取技术被用于从天然植物中提取活性成分，如药物。
3.2. 萃取在废水处理中的应用萃取技术在废水处理中也具有重要的应用价值。
通过选择合适的萃取剂，可以有效地去除废水中的有机物、重金属等污染物，实现废水的净化和资源回收。
此外，萃取技术还可以用于提取特定的化合物，如抗氧化剂、色素等，从废水中进行资源利用。
3.3. 萃取在工业生产中的应用在工业生产过程中，萃取技术也被广泛用于各种领域。
例如，在食品工业中，萃取技术可以用于提取天然香料和色素。
在化学工业中，萃取技术可以用于提取和分离有机化合物。
在冶金工业中，萃取技术可以用于提取金属。
3.4. 萃取在环境保护中的应用萃取技术也可以用于环境保护领域。
例如，在土壤修复中，可以使用萃取技术去除土壤中的有机污染物。
在空气净化中，萃取技术可以用于去除空气中的有害气体。
4. 萃取技术的优势和挑战4.1. 优势•萃取技术可以实现高效的分离和纯化，提高生产效率。
•萃取技术可以选择性地提取目标物质，减少废物产生。
•萃取技术可以应用于不同的体系和领域，具有广泛的应用前景。
4.2. 挑战•萃取技术的操作条件需要精确控制，否则会对产品质量产生影响。
湿法冶金的名词解释
湿法冶金的名词解释湿法冶金是一种常见的冶金工艺，用水或其他液体溶解剂作为反应介质，在一定温度和压力下进行金属的分离、提纯、合成和回收。
与干法冶金相比，湿法冶金具有许多独特的优势，尤其适用于低品位矿石和复杂矿石的处理。
一、浸出和萃取浸出是湿法冶金中最基础的步骤之一，它是将金属从原始矿石中提取出来的过程。
在浸出过程中，矿石通常被破碎和抛光，然后被放入一个大型反应器中与特定的溶解剂接触。
溶解剂可以是水，也可以是酸或碱等化学物质。
溶解剂的选择取决于原始矿石的特性和所需分离金属的类型。
通过浸出，金属在溶解剂中溶解，形成含有金属离子的溶液。
而萃取是从溶液中选择性地分离和回收目标金属的过程。
一种常见的萃取方法是将溶液与一种称为提取剂的有机物接触。
提取剂分子具有两个或多个亲和性不同的配体基团，可以选择性地与特定金属离子形成络合物。
通过与提取剂相互作用，金属离子被从溶液中吸附到有机相中，从而实现金属的富集。
二、沉淀和结晶沉淀是一种常见的湿法冶金技术，用于从溶液中分离和回收金属。
在沉淀过程中，化学反应被利用来使金属以固体沉淀的形式从溶液中析出。
这通常涉及添加一种沉淀剂，例如盐酸或硫酸，与溶液中的金属离子产生反应，生成难溶的金属盐。
这种金属盐会以固体颗粒的形式沉淀下来，沉淀物可以经过过滤或沉淀分离设备进行分离和回收。
与沉淀相似，结晶也是一种从溶液中分离和纯化金属的方法。
结晶是通过控制溶液中金属的浓度和温度来实现的。
在适当的条件下，溶液中的金属离子会被引发结晶，形成结晶体。
通过结晶，金属可以以纯净晶体的形式得到回收。
三、电解和电沉积电解是一种利用电流将金属阳离子还原成纯金属的技术。
在电解过程中，一个金属阳极（即被氧化的金属）和一个金属阴极（即目标金属）被放置在电解槽中，中间由电解液隔离。
当电流通过电解槽时，金属阳离子会移动到阴极上并还原成金属原子，从而在阴极上沉积金属。
电沉积是一种类似于电解的过程，但它主要用于生产金属薄膜或涂层。
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一、填空题
1、萃取工艺过程一般经历萃取 、 洗涤 和 反萃取三个主要阶段。
2、环烷酸皂化要控制一定的造化率的目的是：控制平衡水相一定PH 值
3、稀土皂的作用主要有：有利于交换反应进行；有利于控制平衡水相PH 值
4、P507萃取分组稀土，Gd/Tb 分离段洗涤段平衡水相酸度为0.5mol/l HCl ，所用*酸为3.5mol/l HCl ，则平衡水相稀土浓度为： 1 mol/l 。
5、P507从HCl 溶液中萃取RECl 3，PH 1/2=2.2，则PH=3.2时，D= 1000 。
6、按水相与有机相的接触方式，串级萃取的操作方式有回流萃取、错流萃取 、 逆流萃取和分馏萃取。
7、某稀土料液浓度（M ）F =1.0 mol/l ，用1.0mol/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（M ）————
S = 0.1 mol/l ，相比R= 5 。
8、环烷酸萃取提钇时有机相组成为：20%HA+20%混合醇+60%磺化煤油 ，其中添加剂的作用是：阻断聚合高分子的形成。
9、用1.5 mol/lP507+煤油溶液从0.1mol/l HCl 溶液中萃取稀土，稀土浓度为1.5mol/l ，该萃取体系的表达式为：1.5mol/lRE3+/0.1mol/l HCl/1.5 mol/lP507+煤油溶液。
10、在高Cl 一浓度溶液中萃取铁，应选取 离子络合 萃取体系，在低Cl 一
浓度溶液中萃取铁，应选取 酸性络合 萃取体系。
11、用N235进行稀土料液除Fe ，稀土浓度应 高（高/低）一些好，因为 保证有足够的氯离子 。
二、选择题
1.酸性磷类萃取剂萃取稀土时，使分离切割线向原子序数减小方向移动的影响因素有 A. pH 降低 B.料液浓度减小 C.相比增大 D.料液中易萃组分含量增加
2.关于恒定混合萃取比体系说法正确的是
A.除第1级外，萃取段和洗涤段的平衡水相稀土浓度分别恒定；
B.除第1级外，萃取段和洗涤段的平衡水相稀土浓度是恒定的；
C.平衡水相pH ，除第1级和第n+m 级外，其余各级是恒定的；
D.萃取段的混合萃取比EM 和洗涤段的混合萃取比EM ’分别恒定 3.下列说法错误的是
A.逆流萃取可获得高纯度、高收率的纯B 产品；
B.在P507体系中，离子的萃取能力大小顺序：La 3+ > Nd 3+ > Ho 3+；
C.中性络合萃取体系中，被萃取物是中性分子；
D.环烷酸的皂化是稳定乳状液的形成过程，而萃取稀土的过程是一个破乳的过程
E.N235萃取除铁在高酸下萃取，在低酸下反萃。
4.下列描述正确的是 A.f B ’是水相出口分数；
B.fa 是MF=1.0时，有机相出口金属量；
C.'a f =
m
An A
P faY +； D.F
B M M f 1
'=
三、简答题
1.根据分馏萃取回答下列问题：
用P204一HCl 体系按下列模型进行Nd/Sm 分组：
V S 有效=30L/min V F =12.5L/min V W =2.8L/min ↓ ↓ ↓
1
15
30
↓ ↓ 萃余水相（M ）1 有机相（M ）————
30 ① 结合上图，说明哪几段是萃取段？哪几段是洗涤段？各有何作用？什么是分馏萃取？
② 已知料液浓度为150g/L ，其工艺要求萃取率为10%，试分析计算出口水相和出口有机相的稀土浓度（M ）1 和 （M ）————
30，并说明如果生产实测的（M ）1低于工艺要求的（M ）
1时，说明什么问题？对水相和有机相产品质量分别有何影响？应如何调整流量？
2.根据P204和p507的结构（写出结构简式），分析二者萃取能力的差异性。
3.什么是萃取等温线及萃取剂饱和容量？
四、计算题
1.年处理混合氧化稀土500t，含RE2O3为92%，平均分子量154，料液浓度（M）F =1.5mol/L，年工作日300天，归一化流比V S : V F : V W = 6 : 1 : 0.5 ，计算各流量V S 、V F 、V W
2.某La、Pr的混合稀土料液浓度为200g/L（其中La占50%），按相比R=2.5进行串级萃取，测得平衡水相稀土浓度为86.3g/L，其中La为61g/L。
计算：混合稀土的分配比D、萃取率q和萃取比E
3.用1.5mol/L P507+煤油（36%皂化）进行Gd/Tb分组，水相进料，请填其如下工艺相图，并将计算过程写在表下。
V S有效=30L/min V F=12.5L/min V W=2.8L/min
↓↓ M F=1.0 ↓
级数 1 ……11 25 M—— 3.633 3.633 3.633 3.633 0.833
M 0.167 3.8 2.8 2.8 2.8
————0.18 0.18 0.18 0.18 0.0278 （M）
（M）0.0103 0.2484 0.2484 1 1
已知167.0' fb ，洗涤段平衡水相稀土浓度1.0mol/L ，余酸为0。