Ch6 溶剂萃取-3
化工原理 液液萃取
11.1 概述
液-液萃取（抽提）：在液体混合物中加入一种 与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合， 分相，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差 异而实现分离的一种单元操作。又称溶剂萃取。
目的: 分离液-液混合物。 操作依据: 利用混合物中各组分在某一溶剂中 的溶解度之间的差异。
两相接触方式
微 分 接 触
级 式 接 触
11.2 液-液相平衡关系
11.2.1 三角形坐标及杠杆定律
11.2.1.1 三角形坐标 三元混合液的表示方法：
三角形坐标
等边三角形 直角三角形（等腰直角三角形和不等腰直角三角形）
① 表示方法 习惯表示法： ▲ 各顶点表示纯组分； ▲ 每条边上的点为两组分混合物； ▲ 三角形内的各点代表不同组成的三元混合物。
液液萃取的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展，液液萃取已广泛应用于分离各种
有机物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重 要的一例。该混合物中各组分的沸点非常接近，用一般的分 离方法很不经济。工业上采用Udex、Shell、Formex等萃取 流程，分别用环丁砜、四甘醇、N-甲基吡咯烷酮为溶剂，从 裂解汽油的重整油中萃取芳烃。对于难分离的乙苯体系，组 分之间的相对挥发度接近于1，用精馏方法不仅回流比大， 塔板还高达300多块，操作费用极大。可采用萃取操作以HFBF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。
A
mE RM mR ME
点P组成按上述长度为
A：30% B：50% S：20%
A
80
20
UF
60 Q Z 40
40 E 20
S%
第二章-溶剂萃取
• ⑵萃取率（q），即萃取百分率 • 表示萃取平衡时，萃取剂的实际萃取能力，常用萃取率来表示。
•
萃取率q
=
被萃物在有机相中的量 被萃物在料液中的总量100%
• 令 C ＿平衡时有机相中的浓度
•
C＿平衡时水相中的浓度
•
VS＿有机相体积
•
VF＿料液体积
• 令：VS R, R称为相比，
VF
•
∴
上式=
• 分子中有C=NOH结构，如N509（5，8＿二乙基＿7羟基＿十二烷基＿6＿ 肟，相当于国外的Lix63；
• N510（2＿羟基＿5＿十二烷基＿二苯甲酮肟，相当于国外的Lix64。 • 二者都是萃铜的萃取剂。
、 • d Kelex型萃取剂
• 8＿羟基喹咛的衍生物，例如：Kelex100，十二烯基＿8＿羟基喹咛，它可 从高浓度铜浸出液中萃取回收铜，萃取能力比Lix型强。
我国的萃取工业发展较国外稍迟一些，是在二十世纪六十年代开始的，但发展很 快。目前，我国有自己合成的新型萃取剂，有自己独特的萃取工艺，水平并不低 于国外。在我国，很多稀有金属的生产，某些有色金属的提取分离等都已应用该 法，这种方法所以能发展得如此快，主要是由于该法具有很多优点，如：分离效 率高、操作安全方便、生产成本低、作业易于连续化、自动化、生产量大等等。
析此时有机相中被萃物的量，即为饱和容量。
• 第二节 萃取基本原理
• 一、萃取过程的物理化学 • 1、萃取过程本质 • 在萃取过程中，要使物质从水相转入有机相，就必须使它从亲水性转变为疏
水性，使它从易溶于水相转变为易溶于有机相，萃取过程的实质就在于利用 物质的亲水性和疏水性的相互转化。
• 在湿法冶金的溶剂萃取中，金属离子大多是亲水性的极性物质，在水溶液中 大多以水合离子状态存在，要使它们从亲水性变为疏水性，就必然要使萃取 剂与金属的水合离子发生化学作用，萃取剂必须将部分或全部的金属离子周 围的水分子顶替出来，生成不带电荷的易溶于有机溶剂的化合物（多数是络
第七章 萃取
第三节
萃取过程的计算
萃取操作的自由度
在萃取过程的计算中,无论采用单级或多级萃取操作， 离开萃取器的两相互呈平衡。
萃取器的实际级数：
N P NT /
η——总的级效率，实验确定。
一、单级萃取的计算
1、工艺流程与相图
S
S
2、图解法求解
yS , y A k A xA , xR (或x ) 求解： S , E , R, y E
tg ( MR)
E R
x A ,M x A , R x S ,M x S , R
表示混合物组成的M点的位置必在R点E点的连线上。
E R
RM EM
物料衡算的简捷图示方法，称为杠杆定律
从上图中M可表示溶液R和溶液E混合之后的数量 和组成，则称M为R和E的和点；
反之当从M点中移去一定量与组成的液体E液体， 表示余下的溶液组成的点R必在EM联线的延长线上， 其具体位置同样可由杠杆定律确定：
E R
RM
R
RM ME
ME
▲
M
E
R· RM E· ME
即：
E R
RM ME
2、由物料衡算得到： A
混合物E的组成为:
xA, E、xB, E、xS , E
混合物R的组成为:
xA, R、xB, R、xS , R
混合物M的组成为:
xA,M xA,R
xA,E
xA,M、xB,M、xS ,M
B
xSR xSM xSE
溶剂S必须满足两个要求: (1)溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；
(2)溶剂对A、B两组分有不同的溶解能力，或者说溶剂具有选择性：
快速溶剂萃取-气相色谱-质谱法测定土壤中苯胺类化合物
化学分析计量CHEMICAL ANALYSIS AND METERAGE第31卷，第3期2022年3月V ol. 31，No. 3Mar. 202253doi:10.3969/j.issn.1008–6145.2022.03.012快速溶剂萃取–气相色谱–质谱法测定土壤中苯胺类化合物胡新飒（河南省南水北调中线渠首生态环境监测中心，河南南阳 474475）摘要 建立快速溶剂萃取（ASE ）–气相色谱–质谱（GC–MS ）法测定土壤中苯胺、邻硝基苯胺、间硝基苯胺、对硝基苯胺、二硝基苯胺5种苯胺类化合物的方法。
样品经丙酮–二氯甲烷混合溶剂（体积比为1∶1）提取，用硅酸镁小柱净化，经无水硫酸钠脱水，氮吹浓缩至1.0 mL ，用GC–MS 法测定，外标法定量。
5种苯胺类化合物的质量浓度在0.2～2.0 μg/mL 范围内与特征离子色谱峰面积具有良好的线性关系，相关系数均不小于0.995，方法检出限为0.7～5.7 μg/kg 。
当空白土壤样品加标质量分数分别为60、140 μg/kg 时，苯胺回收率为51.0%～64.2%，其余4种硝基苯胺的回收率为68.0%~121.5%，测定结果的相对标准偏差为1.2%～7.4%（n =6）。
该方法适用于低含量苯胺类化合物的土壤测定。
关键词 土壤；苯胺类化合物；气相色谱–质谱法；快速溶剂萃取中图分类号：O657.7 文献标识码：A 文章编号：1008-6145(2022)03–0053–05Determination of aniline compounds in soilby rapid solvent extraction–gas chromatography–mass spectrometryHU Xinsa(Ecological Environment Monitoring Center at the Head of Canal in the Middle Route of South-to-North Water Transfer in Henan Province,Nanyang 474475, China)Abstract A method for the determination of aniline, o -nitroaniline, m -nitroaniline, p -nitroaniline and dinitroaniline in soil by rapid solvent extraction(ASE)–gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) was established. The sample was extracted with acetone–dichloromethane mixed solvent(volume ratio was 1∶1), purified with magnesium silicate column, dehydrated with anhydrous sodium sulfate, concentrated to 1.0 mL by nitrogen blowing, determined by gas chromatography–mass spectrometry and quantified by external standard method. The mass concentration of five aniline compounds had a good linear relationships with the characteristic ion chromatographic peak area in the range of 0.2–2.0 μg/mL, the correlation coefficients were all not less than 0.995, the method detection limits of five aniline compounds were 0.7–5.7 μg/kg. The recovery of aniline was 51.0%–64.2%, and the recoveries of the other four nitroaniline were 68.0%–121.5% when the spiked mass fractions of blank soil samples were 60 and 140 μg/kg respectively, and the relative standard deviations of the determination results were 1.2%–7.4%(n =6). The method is suitable for the determination of low content aniline compounds in soil.Keywords soils; aniline compounds; gas chromatography–mass spectrometry; rapid solvent extraction苯胺类化合物化学性质活泼，广泛应用于印染、化妆品、制药、橡胶等工业领域。
硫酸锌溶液萃取去除氯离子的研究
作者简介:(1985-),。
1前言在锌电解沉积过程中，氯含量超过100mg/L时，会给锌电积工序带来严重危害；硫酸锌溶液常规的氯去除方法有：硫酸银沉淀除氯、铜镉渣除氯、离子交换除氯法、絮凝沉淀法以及电极指示法[1,3]。
本文研究的是采用溶剂萃取的方法从硫酸锌溶液中脱除氯离子。
因为氯多以负价离子形态存在，所以要采用阴离子萃取剂，即碱性萃取剂。
碱性萃取剂中主要的是胺类萃取剂—碱性强弱：季铵盐＞叔胺＞仲胺＞伯胺。
对酸的萃取能力：叔胺＞仲胺＞伯胺。
本文所研究用的是N235萃取剂。
本试验的工艺流程见图1。
12试验原理及步骤2.1试验原理针对本文萃取Cl -所用的萃取剂（N235）所属类周虹(四川省冶金设计研究院,四川成都610041)摘要：本文以人工配制含氯离子杂质的硫酸锌溶液为原料，研究硫酸锌溶液溶剂萃取脱除氯离子，试验研究得出以下结论：N235对氯的萃取具有良好的选择性，其萃取氯的饱和容量为25.125g/L 。
在有机相组成为20%N235+20%TBP+60%260#溶剂油、游离硫酸30g/L 、相比O/A=1:1、萃取级数3级的条件下，氯的萃取率可达95%以上，最高达为99.02%。
以25%氨水溶液为反萃剂，在相比O/A=10:1，混合和静置分层时间均为5分钟的条件下，单级反萃，氯的反萃率可达97.89%。
关键词：硫酸锌溶液;溶剂萃取;反萃中图分类号：TF843文献标志码：AStudy How to Removal of Chloride ion by Zinc sulfate Solution ExtractionZHOU Hong(Sichuan Metallurgical Design &Research Institute,Chengdu,610041,China )Abstract :The paper studies how to remove chloride ion from the prepared solution which contains.Some meaningful conclusions were drawn as follows:Chlorine can be selectively extracted by N235extractant,and saturated capacity of chlorine is 25.125g/L.The extraction ratio of chlorine can reach 95%,the best extraction ratio of chlorine is 99.02%,under the conditions when the organic phase component is 20%N235+20%TBP+60%260#white spirit,Phase ration and extraction grade is 1:1and 3,ing 25%concentration of ammonia solution as stripping agent,the stripping ration of chlorine is higher than 97%,when the phase ration (O/A)is 10:1and single-stage stripping is applied.The mixing time and silent period both are 5min.Key words:zinc sulfate solution;solvent extraction;strippin1硫酸锌溶液萃取去除氯离子的研究型，下面将重点介绍阴离子交换萃取剂的萃取机理与影响因素。
第十一章 萃取
y ' 1 x' 1 y ' x'
K A y A / xA
K B yB / xB
2.3 萃取剂的选择
2、萃取剂与稀释剂的互溶度 互溶度越小，萃取操作范围越大，萃取液最大组成越高， 并且互溶度小的系统β越大，分离效果越好。
2.3 萃取剂的选择 3、萃取剂的其他物性 溶解度大，所用萃取剂量少； 要有较大的密度差，便于相分离； 界面张力要适中（相分散和相分离）； 溶剂比热小便于回收； 粘度小便于相分散； 化学稳定性好，无腐蚀，无毒，不易燃、易爆，价廉易 得。
第一节 第二节 第三节 第四节 概述
液-液萃取
萃取的基本原理 萃取过程计算 萃取设备
第三节 萃取过程的理论计算
3.1
3.2 3.3 3.4
单级萃取
多级错流萃取 多级逆流萃取 连续逆流萃取
234
3.1 单级萃取过程
M F S ER
S FM xF xM F MS xM y0
2.3 萃取剂的选择
4. 天生的一对矛盾:混合与澄清（相分散与相分离） 搅拌 混合液 萃取剂
A+B
(溶剂S)
萃取相
(S+A+B)
萃余相
(B+A+S)
2.4 温度对萃取过程的影响
T ↓，S与B互溶度↓，两相区面积↑，对萃取有利；但是T ↓ ， 液体μ ↑ ，D ↓ ，不利传质，所以应综合考虑。
第十一章
2.1.1 三角形相图法
3. 三角相图中的相平衡关系
溶解度曲线
混溶点 两相区和单相区 共轭相
平衡联结线
临界混溶点： 辅助线：（两种方法）
化工原理第十三章-萃取
恒温条件下，在实验瓶中加入 A
恰当的B与S，使混合物的浓度
位于RE之间（d点），滴加少许
溶质A至 M1 点，充分混合后静 置分层，取两相试样分析，得
共轭相 E1 和 R1 的组成，联结
R1E1 线即为平衡联结线。
B R1
M1
E1
S
R
d
E
连接所有的E、R点即得溶解度曲线。
液-液相平衡
溶解度曲线将三角形相图分成两个区域，该曲线与底边 所围的区域为分层区域或两相区，曲线以外是均相区。
自由度
f N 2 32 2 3
T、P 一定时，互成平衡的两相组成的自由度为1。
液-液相平衡
溶解度曲线与平衡联结线 恒温条件下，在有纯组分B的
实验瓶中逐渐滴加溶剂 S 并不断摇动使其溶解，由于B、 S 仅部分互溶，S 滴加到一定数量后，混合液开始发生混 浊，即出现了溶剂相，得到的浓度即 S 在 B 中的饱和溶 解度（图中 R 点）。用类似的方法可得 E 点。
Ａ组分在萃取相中的浓度 kA Ａ组分在萃余相中的浓度
yA xA
kB
yB xB
分配系数一般不为常数，其值随浓度而异。 在 A 浓度变化不大和恒温条件下，kA 可视为常数 （平衡常数 m），其值由实验测得。
注意：kA 只反映 S 对 A 的溶解能力，不反映 A、B 的 分离程度。
液-液相平衡
液液平衡给出以下两种关系：
工业萃取过程
需解决的问题：
稀醋酸，A+B S+B
1. 选择一合适的萃 取剂；
2. 提供优良的萃取 设备；
恒
萃
沸 分层器
取
精
塔
萃取相，馏 S+A(B) 塔
第三章溶剂萃取分离法(2)
§3-6 胺类萃取剂一、胺类萃取剂和萃取机理Smith 和Page 首先报道了长碳链脂肪胺能萃取酸的性质，并首先发现其萃取行为与阴离子交换树脂极为相似，因此有液体阴离子交换剂之称。
胺类萃取剂具有达到萃取平衡所需时间短，又具备阴离子交换分离选择性等优点。
与磷类萃取剂相比。
它的萃取容量高，耗损少，选择性较好。
因此在分析化学和放射化学中，他们常用于分离、提纯、富集各种金属离子。
但胺类萃取剂的缺点是，他们的胺盐在有机相中易于聚合，形成三相和乳化，使相分离困难。
此外，他们萃取金属离子的机理比较复杂，以致对其规律性不易掌握。
胺类萃取剂是指氨分子中三个氢原子部分或全部被烷基所取代，分别得到伯胺、仲胺、叔胺和季铵盐，其结构如下：N HH R N H R'R N R R''R'N R R''R'R'''A -伯胺仲胺叔胺季胺盐此处R 、R'、R''和R'''代表不同的或相同的烷基，A -代表无机酸根，如Cl -、NO 3-、SO 42-等。
按烷基的化学结构又可区分为直链胺、支链胺和芳香胺。
低碳链胺易溶于水，不适宜用作萃取剂，随着烷基取代物的增加和碳链的增长，他们在水中的溶解度减小。
通常作为萃取剂的是含有8-12个碳原子的高分子量的胺，他们难溶于水，易溶于有机溶剂。
伯、仲、叔胺的分子中都具有孤对电子的氮原子，能和无机酸的H +离子形成稳定的配位键而生成相应的胺盐。
这些胺盐和季胺盐中的阴离子与水溶液中的金属络阴离子发生交换，使被萃取物进入有机相，因此这种萃取机理主要是通过阴离子交换反应，下面以叔胺为例，进一步讨论胺类萃取剂对金属离子的萃取机理。
1．对酸的萃取萃取酸是胺类萃取剂的基本特性，其反应式为：R 3N 有+H ++A -R 3NH +. A -有R 3NH +.A -是一种极性离子对，在有机相中具有高的离子缔合常数。
第三章 萃取分离法
c( HL)o n D K ( ) c( H )w
*
1、配位萃取体系
萃取条件的选择
c( HL)o n 由 D K ( ) 可知： c( H )w
*
① 分配比与被萃取组分的浓度无关，与萃取剂 和萃取溶剂性质有关； ② 若有机相中萃取剂的浓度一定时，分配比由 溶液酸度决定；
萃取条件的选择
1、配位萃取体系
配位萃取平衡
C Ao c( MLn )o D C Aw c( M n )w c( MLn )w
忽略c(Mn+)w，代入上述平衡常数：
n K D n Ka c( HL)o n D ( ) 'n KD c( H )w
对于确定的萃取体系，同KD、n、Ka、KD'为常数。
三、萃取分离方法
萃取过程
选择适当的萃取剂改变样品的溶解性使其更容 易溶于萃取溶剂，然后进行萃取；
萃取体系分类
① 配位萃取体系：将样品转化为配合物而改变其
溶解性； ② 缔合物萃取体系：将样品转化为离子缔合物而 改变其溶解性；
1、配位萃ห้องสมุดไป่ตู้体系
常用配位萃取剂
① 8-羟基喹啉：萃取绝大部分二价、三价，少量
D1 1 E E 0.84 D 5.25 1 E 1 0.84
（ 2）
E
D
Vw D 1 ( )n DVo Vw
n 1.9
二、萃取分离的基本原理
分离因数β——表征样品分离程度
同一萃取体系中相同萃取条件下两种组分分配 比的比值，即； DA DB β =1，DA=DB，表明两种组分不能萃取分离； β >1，DA>DB，表明两种组分可用油相萃取分离； β <1，DA<DB，表明两种组分可用水相萃取分离；
第三章、萃取分离法(一)
配位键O→M越强，则G3P=O的萃取能力越强。由于烷氧基RO 吸引电子的能力比烷基R强，其配位能力就较弱，所以中性磷类萃 取剂的萃取能力按下列次序递增
R
OR
(RO)3P O ＜ (RO)2P O ＜ R2P O ＜ R3P O
中性磷类萃取剂萃取金属离子的特点是：被萃取物在萃取 过程中以中性分子形式存在与萃取剂结合，生成中性络合物而 进入有机相 。
中性磷类萃取剂是指磷酸
HO
OH PO OH
分子中三个羟基全部为烷基酯化或取代的化合物，按其酯 化或取代的不同可分为四个类别
类别 磷酸三烷基酯（磷 酸酯）
烷基膦酸二烷基酯 （膦酸酯）
二烷基膦酸烷基酯 （次膦酸酯）
通式
(RO) 3P O
R (RO)2P O
OR R2P O
三烷基氧化膦 （膦氧化物）
R3P O
[ A]O,总 [[ A]O,总 VW ]100% [ A]W ,总 [ A]W ,总 VO
D 100 % D VW VO
设R=VO / VW（相比）
E
D D
1
100%
R
萃取率E与分配比D及相比R有关
R一定，D越大，E越大； D一定，R越大，E越大，萃取越完全
当R=1，即用等体积有机溶剂进行萃取时， E D D 1
2．特点
（1）历史悠久，1842年…； （2）应用广泛，常量、微量、痕量分离均可； （3）回收率高、选择性好； （4）仪器设备简单； （5）操作较为烦琐费时； （6）萃取剂价格较昂贵，有机溶剂易挥发易燃，有毒。
第一节 溶剂萃取分离法的一些 定义及特征参数
一、萃取剂和萃取溶剂
萃取剂：指与被萃物有化学反应，而能使被萃物被