溶剂萃取和离子交换
锂渣 提纯
锂渣提纯
锂渣是锂矿石提取锂后产生的固体废弃物，其中仍含有一定量的锂。
目前，锂渣提纯的主要方法包括以下几种：
1. 浮选法：通过添加药剂，使锂渣中的锂矿物与其他杂质分离，从而提高锂的纯度。
2. 化学沉淀法：通过向锂渣中加入沉淀剂，使锂以沉淀的形式析出，从而实现锂的提纯。
3. 溶剂萃取法：利用有机溶剂对锂的选择性萃取，将锂从锂渣中分离出来。
4. 离子交换法：利用离子交换树脂对锂的选择性吸附，将锂从锂渣中分离出来。
以上方法各有优缺点，具体选择哪种方法取决于锂渣的性质、提纯要求、成本等因素。
需要注意的是，锂渣提纯过程中需要注意环保和安全问题，避免对环境造成污染和危害人体健康。
稀土元素的提取与应用技术
稀土元素的提取与应用技术引言稀土元素是指化学元素周期表中镧系元素，包括21个元素，分别是镧、铈、镨、钕、钐、铕、珀、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇、釔、钆、铽、铍、铪、钽、铼。
稀土元素具有丰富的化学性质和优良的物理性质，广泛应用于新材料、新能源、环保等领域。
一、稀土元素的提取技术1. 溶剂萃取法溶剂萃取法是稀土元素提取中常用的方法。
它是利用液液萃取质量分数差异，按照稀土元素之间的相对分配系数进行分离和富集的方法。
溶剂萃取法的优点是分离效率高，提取时间短，但在萃取剂的选择和操作条件的控制方面都有较高的要求。
2. 离子交换法离子交换法是利用树脂对稀土元素离子进行选择性吸附和解吸的方法。
它可以同时分离多种稀土元素，分离效率高，但离子交换树脂的选择和操作条件的控制也是种约束。
3. 洗涤爆破法洗涤爆破法是将矿物物料与氧化酸分开的方法。
在水下加入氧化酸发生还原反应，使得含氧化酸的矿物发生爆破作用，不含氧化酸而含稀土元素的矿物则不发生爆破。
通过适当的加速器来达到形成冲击波的目的，进行爆破分离。
洗涤爆破法适用于富集少量稀土元素的矿物。
二、稀土元素的应用技术1. 功能材料中的应用稀土元素在诸多功能材料中都有着广泛的应用，例如，镓、铁、镝喜磁合金，在计算机中具有较好的利用效果；稀土催化剂可广泛应用于清洁能源和节能环保中，如燃煤脱硫、脱硝、催化氧化、催化裂解等；钕铁硼磁体、电子显像管中的发光材料、荧光粉中的稀土掺杂物等。
2. 物理与化学性质中应用稀土元素具有丰富的物理与化学性质，例如磁性、光学、电学等。
利用这些性质，可以在电磁场中，通过对稀土元素激发抛物线路径的形成，获得最大的磁场效应。
稀土元素还广泛应用于核反应堆中，与核燃料反应产生热能，推动液体或气体类工作物质，驱动发电机发电。
3. 应用于环保领域稀土元素在环保领域中有着广泛的应用，可以作为固体废弃物处理、排放污水净化剂、废气脱硫脱硝、生产生物质燃料及造纸等过程中的原催化剂、吸附剂；淀粉、酱油、糖制品等食品的助变剂、香精调味剂；塑料添加剂和涂料中的分散剂和粘度增稠剂等。
金属离子萃取铜
金属离子萃取铜全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：金属离子是指金属元素在化合物或溶液中呈离子状态的物质。
金属离子在工业生产和实验室研究中起着重要作用，其中铜离子是其中常见的一种。
提取铜离子是一项重要的工作，可以应用在废水处理、资源回收和金属分离等领域。
金属离子的提取方法有很多种，其中比较常用的是离子交换和溶剂萃取。
离子交换是根据离子在树脂或其他介质中的亲和性差异进行分离的一种方法，而溶剂萃取则是通过有机溶剂将金属离子从水相中萃取出来。
本文将重点介绍金属离子萃取铜的方法及其应用。
金属离子萃取铜的方法主要包括化学还原、离子交换和溶剂萃取三种。
化学还原是指通过还原剂将铜离子还原成金属铜，然后利用沉淀法或电解法将金属铜收集起来。
离子交换是指将含有铜离子的溶液通过特定的树脂或吸附剂，使其与树脂或吸附剂上的其他金属离子发生交换，从而实现铜离子的分离。
而溶剂萃取则是利用有机溶剂与水相中的铜离子发生配位结合，形成金属络合物，然后再将其与水相分离，从而实现铜离子的富集和提取。
金属离子萃取铜的应用非常广泛，主要包括废水处理、资源回收和金属分离等领域。
在废水处理方面，金属离子萃取铜可以将废水中的铜污染物高效地去除，降低环境污染。
在资源回收方面，金属离子萃取铜可以从废弃的电子电器设备、废旧电线等废弃物中回收铜资源，实现资源的再利用。
在金属分离方面，金属离子萃取铜可以将混合金属离子分离出来，实现不同金属的纯度提高，为后续工艺提供高纯度金属。
金属离子萃取铜的方法在实际应用中还存在一些问题和挑战，如金属离子的选择性、稳定性和高效性等方面需要进一步优化和改进。
未来，随着科学技术的不断发展，金属离子萃取铜的方法和应用也将不断创新和完善，为环境保护和资源利用提供更加有效的技术支持。
金属离子萃取铜是一项重要的工作，对环境保护和资源回收具有重要意义。
通过不断优化和改进提取方法，可以更高效地提取铜离子，实现资源的再利用和环境的净化。
希望本文能为金属离子萃取铜的研究和应用提供一定的参考和帮助，推动相关领域的发展和进步。
溶剂萃取与离子交换
对树脂性能的基本要求：交换容量大
•选择性好
•交换速度大
•强度大
•稳定性好
•解吸与再生容易
三．
1、离子交换反应
1）离子交换反应发生的原理
离子交换树脂功能团上的可交换离子（即反离子）由于热运动的结果，它们可在树脂网状结构空间内自由运动（但由于功能团上固定离子的相反电荷的静电引力的束缚，运动只限于网状结构空间内），当溶液中的离子与树脂的可交换离子所带电荷符号相同，并且扩散到树脂内部时，两者便会发生交换反应，而树脂的骨架及固定离子基团在交换反应中不发生变化。
式中[M]1、[M]2分别为达到平衡后，溶质在1、2两相中的浓度，λ称为能斯特分配平衡常数，简称分配常数。
定律成立的前提条件是：
1.两溶剂基本不互相混溶
2.温度一定
3.溶质在两相中的分子式相同或分子量相等
2、萃取过程的基本参数
1）分配比（D）
2）萃取比（E）
3）萃取率（q）
4）分离系数（βA／B）
四．
2、对萃取剂的一般要求：
（1）有较大的萃取容量
（2）选择性好
（3）易于反萃，不易发生乳化
（4）比重小，粘度低，表面张力大，沸点高，挥发性小，闪点高，在水中溶解度小
（5）化学稳定性好，毒性小
（6）容易制备，来源丰富，价格便宜
3、稀释剂
稀释剂—能溶解萃取剂和萃取剂与待萃组分所形成的萃合物，且与被萃取物没有化学结合的惰性溶剂。一般包括饱和烃、芳烃及某些卤代烃。
1、萃取串级方式的选择
萃取操作方式:
–间断式(批量式)
–连续式
•单级萃取:
湿法冶金第五章
五、主要溶剂萃取体系及萃取机理 萃取体系至少包括三个组分，即水、有机溶剂和一种
溶质，关于萃取体系的分类很不统一，根剧萃取剂的特 性和萃取机理，可把萃取体系分成：中性络合萃取体系； 酸性络合萃取体系；碱性萃取剂的萃取体系；协同萃取 体系。
1、中性络合萃取体系 特点：萃取剂是中性有机化合物（如：TBP、P350、
KD
Ci (or ) Ci ( aq )
KD－分配系数，Ci(or)是溶质i 在有机相中浓度；Ci（aq）是
溶质i在水相中浓度。KD >1，萃取能进行；KD <1萃
取不利于进行。
浓度较大时，分配系数应以溶质i在两相中的活度比Ka表示：
Ka
ai(or ) ai ( aq )
C i(or ) i(or ) KD
在萃取中，要求有机相具有最小的水溶性，工业萃取剂使 用的有机酸，含碳在C7－C16范围内。
四、萃取剂、稀释剂 1．萃取剂的选择 溶剂萃取中，萃取剂的选择十分重要。选择萃取剂
的要求主要有： ① 至少有一个萃取官能团，通过官能团可与金属离子 形成萃合物，常见的萃取官能团有含O、S、C、P的基 团，如：－OH、－SO3H、－SH、 、＝NOH等； ② 油溶性大、水溶性小、须具备相当长的碳氢链或苯 环，但碳原子数过多或分子量大于500也不宜； ③ 具有较高的选择性，分离系数大；
(3)螯合萃取剂 有两种官能团，即酸性官能团和配位官能团。和金属离子形成
螯合物进入有机相，金属离子与酸性官能团作用，置换出 氢离子，形成一个离子键，配位官能团又与金属离子形成 一个配位键。常用的螯合萃取剂有：LiX63、LiX64、LiX64N ① 螯合剂必须含有二个或二个以上的官能团 ② 被萃金属置换－OH或－SH上的氢并与碱性官能团配位 而形成稳定的五原子环或六原子环状化合物。参加反应的 二个官能团之间要间隔2-3个碳原子，否则不能生成五环或 六环络合物。 ③ 入支链，使空间位阻增大，可以增加选择性，但引入支 链过多或位置不当也不行。 ④ －OH或－SH基的酸性越强，则形成螯合物的趋势越大， 即能在很低的PH下萃取。
三稀金属提取技术
三稀金属提取技术三稀金属提取技术是一种用于提取稀有金属的方法，它在现代工业中具有重要的应用价值。
本文将介绍三稀金属提取技术的原理、方法和应用领域。
一、三稀金属提取技术的原理三稀金属是指铑（Rh）、铱（Ir）和钌（Ru），它们在自然界中分布稀少且难以提取。
三稀金属具有很高的化学稳定性和机械强度，因此在电子、航空航天、化工等领域有广泛的应用。
三稀金属提取技术的原理是利用其在不同条件下的不同物理化学性质，通过特定的分离方法将其从混合物中分离出来。
1.溶剂萃取法：溶剂萃取法是最常用的三稀金属提取技术之一。
该方法利用三稀金属在有机溶剂和水溶液之间的分配系数不同，通过多次萃取和分离，最终将三稀金属从混合溶液中提取出来。
2.离子交换法：离子交换法是利用离子交换树脂对三稀金属进行吸附和释放的方法。
通过调节溶液的pH值和离子浓度，使三稀金属以离子形式与树脂发生吸附反应，再通过洗脱剂将其从树脂上脱附下来。
3.膜分离法：膜分离法是利用选择性透过性膜对三稀金属进行分离的方法。
通过调节膜的孔径和表面性质，使三稀金属以不同的速率透过膜，从而实现其分离提取。
三、三稀金属提取技术的应用领域1.电子行业：三稀金属在电子行业中广泛应用于电容器、电感器等元件中，用于提高电子设备的性能和可靠性。
2.航空航天行业：三稀金属的高熔点、耐腐蚀和高强度等特性，使其成为火箭发动机、导弹制导系统等高温、高压环境下的重要材料。
3.化工行业：三稀金属在化工行业中用于催化剂的制备，例如铑催化剂被广泛应用于合成氨、合成甲醇等重要化学反应中。
4.医疗行业：三稀金属在医疗行业中用于制备医疗器械和药物，如铱被用作放射治疗和肿瘤治疗的放射源。
三稀金属提取技术是一种重要的金属提取方法，通过溶剂萃取、离子交换和膜分离等方法，可以有效地提取和分离铑、铱和钌等稀有金属。
三稀金属在电子、航空航天、化工和医疗行业中具有广泛的应用前景，对于推动现代工业的发展具有重要的意义。
系统溶剂萃取法
系统溶剂萃取法
溶剂萃取法是一种简单的方法，其中研究生们可以在提取、离子交换和分离复杂样品
中高度纯化目标物质的过程中发挥重要作用。
在有机化学领域，有两种通常使用的溶剂萃
取系统，即醚-氯醇系统和醚-烷醇系统。
醚-氯醇系统通常用于提取和精炼低水基的有机物，如有机化合物的酸性离子。
当研
究生将氯醇加入到反应混合液中时，氯醇会与混合液中的混合物形成一个可溶解的氯醇溶液，从而将反应混合液的组分分离出来。
这个溶剂系统可以有效地提取酸性离子，但不能
提取不构成可溶解溶液的有机物组分。
总的来说，溶剂萃取系统是一种有效的方法，可以帮助研究生们在纯化复杂样品过程
中发挥重要作用，而且可以更快、更有效地完成很多纯化步骤。
然而，研究生也必须了解
溶剂萃取系统的使用原理，以便有效、准确地使用这种技术。
因此，研究生必须不断学习，以便了解有关溶剂萃取系统的一切，并确保在这种系统中能够取得精确的实验结果。
稀土提取的方法和技术
稀土提取的方法和技术
稀土提取是目前全球工业界和科研界广泛关注的议题之一，因为稀土元素在现代科技和工业中的应用越来越广泛。
稀土元素虽然在地壳中分布较广泛，但是由于其存在量比较少，分离提取困难，因此稀土提取一直以来都是一个比较困难的问题。
为了解决这个问题，科学家们开发了多种方法和技术来提高稀土元素的提取效率和纯度。
目前，稀土提取的方法和技术主要分为以下几类：
1. 浸出法：浸出法是目前稀土提取中较为常用的方法之一，其主要原理是将稀土矿物浸入酸性或碱性溶液中，通过溶解、过滤等方式将稀土元素从矿物中分离出来。
2. 氧化还原法：氧化还原法是一种利用化学反应将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法，其主要原理是利用化学反应将稀土元素从矿物中还原出来，然后通过沉淀、过滤等方式进行分离。
3. 溶剂萃取法：溶剂萃取法是一种利用有机溶剂将稀土元素从稀土矿物中提取出来的方法，其主要原理是通过有机溶剂与稀土元素的亲和作用将稀土元素从矿物中萃取出来。
4. 离子交换法：离子交换法是一种利用离子交换树脂将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法，其主要原理是利用离子交换树脂的亲和作用将稀土元素从矿物中吸附出来，然后通过洗涤、再生等方式进行分离。
5. 结晶法：结晶法是一种利用化学反应将稀土元素从稀土矿物中分离出来的方法，其主要原理是利用化学反应将稀土元素与其他杂
质分离开来，然后通过结晶、沉淀等方式进行分离。
总的来说，稀土提取的方法和技术各有优缺点，科学家们需要根据具体情况选择最适合的方法和技术，以提高稀土元素的提取效率和纯度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水
，G
0
①中性萃取剂，这是一类有机化合物，其分子能与被萃取的溶质形成
电子-活化中心型的配位键，这种键比水分子键更牢固。
②各种有机碱及其盐或者是各种有机酸及其盐，能与水溶液接触时发
生萃取分子中的无机阴离子或阳离子和水溶液中的同名离子之间的 离子交换过程。
（一）
1.4.1 中性萃取剂： 代表者：酮，醇，醚 ，中性的焓磷、含硫和含氮的有
图12-1 从水溶液中萃取金属的原则流程
原液
萃取剂
萃取剂再生
萃取
萃合液
萃取液
送提取其他有 价元素或弃去
有机相
反萃取
反萃液
送提取金属或 其他化合物
反萃剂
（一） 1.2 分配常数，分配比，萃取率，分离系数之间
的关系
能斯特分配定律:两相平衡时溶质在两相中的化学位相 等，即
有＝水， 有 ＋RT ln a有＝水 ＋RT ln a水
合物。
酮，醇，醚等在硝酸或弱酸性溶液中萃取金属盐时， 是属于络合物萃取的类型。
络合物萃取
一次溶剂化：金属离子与萃取剂分子直接以配价键结合 二次溶剂化： 通过氢键与第一配位层的分子相结合
（一）
1.4.2 用阴离子交换萃取剂进行萃取 属于阴离子交换的离子缔合机理。胺类萃取剂以胺盐
中的阴离子与金属络合阴离子进行交换，形成离子缔合体 而被萃取进入有机相。含氧萃取剂以烊盐中的阴离子与金 属络合阴离子进行交换，也形成离子缔合体而实现萃取。 烊盐萃取：（取代酰胺、酮、醇、醚） (1)被萃取的金属离子必须成络合阴离子存在； (2)烊盐形成能力决定与含氧萃取剂的碱性，萃取剂碱性越 强越有利于萃取，其次序：取代酰胺>酮>醇>醚
有 －水 RT =ln a水 a有
e a 有 －水 RT 水
a有 c有 有
c水 水
其中c为摩尔浓度， 为活度系数。
（一）
当溶质浓度较低时，活度系数都接近于1，有，水 为 常数，故有C有/C水为常数，即
K为分配常数
K= C有/C水
分配定律仅适用于溶质浓度较低，接近理想体系， 溶质和溶剂不发生化学作用，溶质以同种的分子状态分 配在两相的情况。
LOGO
第十二章 溶剂萃取和离子交换
第十二章 （一）溶剂萃取
（二）离子交换
（一）溶剂萃取
1.1 溶剂萃取
溶剂萃取是一种分离、富集或纯化金属的方法，其实质 在于使金属离子或化合物由水溶液转入与水不相混溶的液 体有机相之中。由此得到的萃合液接着进行反萃取，再使 被萃取的金属由有机相转入水相。有机相经再生后，返回 萃取过程循环使用。其原则流程图见12-1。
（一）
稀释剂： 是指在萃取过程中不与被萃物发生化学作用，只改变有
机相的物理性质的溶剂。 稀释剂在萃取过程中的主要3种作用： （1）改变萃取剂的浓度 （2）改变萃取剂的萃取性能 （3）改变萃合物在有机相的溶解度 盐析剂：
是在体系中加入一种本身不被萃取，但与被萃取的酸根 相同，并能使被萃取物的萃取率提高的盐类。
D1 D2
实际应用中，要求 ≥2 。
例题2
（一）
1.3 萃取剂、稀释剂及盐析剂
根据原液的特点，合理选择使用萃取剂和稀释剂是溶剂 萃取成败的关键。
萃取剂：是指能与被萃取物（金属离子）相结合，并使 被萃取物转入有机相的试剂。 理想的萃取剂满足：
有选择性，即较高的分离系数； 高的萃取容量； 在萃合液反萃后易于再生； 易于水相分离； 操作安全； 价廉。
（一）
烊盐萃取要在高酸度条件下进行 胺盐萃取
主要萃取剂有伯、仲、叔胺以及季胺盐。 注：除了阴离子交换机理外，还存在一种所谓的加合反应
机理。
1.4.3 用阳离子交换萃取剂进行的萃取
用有机酸及其盐以及螯合剂对金属阳离子进行萃取 的过程，被萃取的金属阳离子交换萃取剂中的阳离子 （H+）的过程发生在相同的界面上，所以萃取机理属于 相间阳离子交换。
盐析效应：由盐析剂而提高被萃取物萃取率的现象。
1.4 萃取剂的分类、结构及萃取机理
萃取过程涉及的基本原理：
待萃取的水化了的金属阳离子或 有机萃取剂
金属络合物阴离子或中性络合物
水
加惰性溶剂
有
萃合物
有
含H 或Cl或F 或NO3 或SO42等离子的萃余液
羧酸：要求有足够长的碳链，以减小其水溶性。
螯合剂萃取：
Men nHA有
MeAn有 nH
（一）
酸性萃取剂二聚体萃取
Men nHA2有 MeAn nHA有＋nH
式中 HA——萃取剂分子 (HA)2——二聚体分子 H——萃取剂分子中可移动的H原子，在萃取过程中 被Me取代而成为H+离子进入水相； A——萃取剂分子中结合者的阴离子
机化合物。
从结构上看，中性萃取剂分子中均含有能使氧原子 通向体系空间的活性基团，如羟基，磷酰基，亚硫酰基等， 氧原子能直接与被萃取金属化合物中的金属阳离子配位或 者间接地通过氢键与金属结合而形成中性络合物。
（一）
萃取特点：
（1）被萃取金属化合物呈中性分子存在； （2）萃取剂和溶剂本身也是中性分子； （3）中性的萃取剂或溶剂与被萃取物组成中性的溶剂络
的百分率，用E表示。
（一）
E
被萃物在有机相中的量 被萃物V有 c有V有 c水V水
100
D 100 D V水 V有
例题1
分配比越大，萃取率越高；V水/V有越小，则萃取率
越高，萃取剂萃取金属离子的能力越强。
分离系数： 等于溶质1和溶质2的分配比D1和D2的比值
（一）
1.5 萃取过程动力学
物质在两个接触的液相之间建立平衡分配的速度决定 于：
（1）物质在水相和有机相内部以及经两相界面通过的传 质速度。
（2）在每一个相内或在相间界面上进行化学反应的速度。
传质方向
（一）
萃取后的水相
萃取后的有机相
CE CR D
CR
CEi CRi D
大多金属化合物的萃取都不服从分配定律。
（一）
分配比： 当萃取体系平衡时，被萃物在有机相得总浓度与其在
水相的总浓度之比值，以符号D表示。
D c有 ＝ c1有 c2有 c3有 c水 c1水 c2水 c3水
一定条件下，D越大，萃取剂萃取金属离子的能力越强。
萃取率： 被萃物（溶质）进入有机相的量占被萃取物原始总量