1、溶劑萃取分離2課件溶劑萃取分離2課件萃取化學(xué)基本概念萃取平衡 在萃取過程中，當(dāng)被萃取物在單位時(shí)間內(nèi)從水相轉(zhuǎn)入有機(jī)相的量與由有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的量相等時(shí)，在該條件下，萃取體系處于暫時(shí)的相對(duì)平衡。分配定律： 達(dá)到萃取平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中的濃度比。萃取化學(xué)基本概念萃取平衡萃取化學(xué)基本概念分配比和分配常數(shù)萃取化學(xué)基本概念分配比和分配常數(shù)萃取化學(xué)基本概念相比R分離系數(shù)萃取化學(xué)基本概念相比R污染控制過程中常用的萃取體系(1) 簡(jiǎn)單分子萃取體系(2) 內(nèi)絡(luò)鹽（金屬螯合）萃取體系(3) 離子締合萃取體系污染控制過程中常用的萃取體系(1) 簡(jiǎn)單分子萃取體系單級(jí)萃取單級(jí)萃取是萃取分離中最簡(jiǎn)單也是最常用的一種方法。單級(jí)

2、萃取是將一定體積的含有欲分離物質(zhì)的水溶液與一定體積的有機(jī)相在一個(gè)容器中一次接觸混合、振搖，經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到平衡，然后靜止、分層、分離。其特點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、快速。單級(jí)萃取單級(jí)萃取是萃取分離中最簡(jiǎn)單也是最常用的一種方法。萃取分離技術(shù)單級(jí)萃取多級(jí)萃取錯(cuò)流萃取逆流萃取分餾萃取萃取分離技術(shù)單級(jí)萃取多級(jí)萃取錯(cuò)流萃取逆流萃取分餾萃取單級(jí)萃取單級(jí)萃取是萃取分離中最簡(jiǎn)單也是最常用的一種方法。單級(jí)萃取是將一定體積的含有欲分離物質(zhì)的水溶液與一定體積的有機(jī)相在一個(gè)容器中一次接觸混合、振搖，經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到平衡，然后靜止、分層、分離。其特點(diǎn)是：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、快速。單級(jí)萃取單級(jí)萃取是萃取分離中最簡(jiǎn)單也是最

3、常用的一種方法。適用范圍只適用于分配比（D）或分配系數(shù)（KD）大的萃取體系，只萃取一次或兩次便可達(dá)到完全萃取分離的目的。適用于未知體系的探索工作適用范圍只適用于分配比（D）或分配系數(shù)（KD）大的萃取體系，萃余液中被萃取物的濃度、萃取率 計(jì)算V0 、Va分別表示有機(jī)相、水相體積c、c1、c2 分別表示料液、萃余液、有機(jī)相中被萃取物的濃度。分 配 比：D=c2/c1物料平衡：cVa=c1Va+c2V0 cVa=c1Va+c1DV0萃余液中被萃取物的濃度、萃取率 計(jì)算V0 、Va分別表示有萃余液中被萃取物的濃度：萃取率E：萃余液中被萃取物的濃度、萃取率 計(jì)算萃余液中被萃取物的濃度：萃余液中被萃取物的

4、濃度、萃取率 計(jì)多級(jí)萃取使含有被分離物質(zhì)的水相與有機(jī)相多次接觸，進(jìn)行萃取的工藝叫做多級(jí)萃取或叫做串級(jí)萃取。按兩相接觸方式不同，可分為： 錯(cuò)流萃取 逆流萃取 分餾萃取多級(jí)萃取使含有被分離物質(zhì)的水相與有機(jī)相多次接觸，進(jìn)行萃取的工錯(cuò)流萃取示意圖F料液 R萃余液S有機(jī)溶劑 E萃取液1錯(cuò)流萃取錯(cuò)流萃取示意圖1錯(cuò)流萃取1錯(cuò)流萃取 把有機(jī)溶劑加到被處理的料液中去，經(jīng)混合達(dá)到平衡，分層澄清，把有機(jī)萃取相分出，并把萃余相再一次用新有機(jī)溶劑處理，反復(fù)進(jìn)行，使有機(jī)相與水相多次重復(fù)平衡，直到萃余相達(dá)到規(guī)定的濃度。S1S2SE12n1錯(cuò)流萃取 把有機(jī)溶劑加到被處理的料液中去，經(jīng)混萃余液中被萃取物的濃度萃余液中被萃取物的

5、濃度總萃取率E錯(cuò)流萃取的總萃取率與分配比D、相比R及萃取級(jí)數(shù)有關(guān)。因此，只要分配比適當(dāng)，經(jīng)多級(jí)萃取可達(dá)到幾乎完全的萃取。總萃取率E錯(cuò)流萃取的總萃取率與分配比D、相比R及萃取級(jí)數(shù)有關(guān)錯(cuò)流萃取的特點(diǎn)方法簡(jiǎn)單，得到的萃余液較純，萃取級(jí)數(shù)越多，萃取效率越高。缺點(diǎn)：消耗的有機(jī)溶劑量大，并且相應(yīng)得到多份萃取液，使得后續(xù)反萃和回收的工作量加大。錯(cuò)流萃取的特點(diǎn)方法簡(jiǎn)單，得到的萃余液較純，萃取級(jí)數(shù)越多，萃取2逆流萃取 在萃取過程中，將欲被分離的水溶液固定從一個(gè)方向輸入，將有機(jī)相從相反方向輸入，形成對(duì)流萃取，這個(gè)過程稱為逆流萃取。多級(jí)逆流萃取流程圖2逆流萃取 在萃取過程中，將欲被分離的水溶液固定目前國內(nèi)應(yīng)用最普遍

6、的是混合澄清槽設(shè)備Ei+1yi+1E1y1xFFxiRi1i目前國內(nèi)應(yīng)用最普遍的是混合澄清槽設(shè)備Ei+1E1xFxi1i通常用逆流萃取的目的是要把料液中易萃組分A極大限度地萃入有機(jī)相，使萃余液得到較純的難萃組分B。生產(chǎn)中關(guān)心的是難萃組分B的純度及收率。通常用逆流萃取的目的是要把料液中易萃組分A極大限度地萃入有機(jī)萃余液中難萃組分B的純度b萃余液中難萃組分B的純度b溶劑萃取分離2課件同理可得： 表示經(jīng)過n級(jí)萃取后，萃余液中被萃取物的殘留量與料液中被萃取物的量的比值。b稱為純化倍數(shù)，表示經(jīng)過n級(jí)逆流萃取后，難萃取組分B純度提高的倍數(shù)。同理可得： 萃取級(jí)數(shù)n：萃取級(jí)數(shù)n：溶劑萃取分離2課件逆流萃取的特

7、點(diǎn)合理使用有機(jī)溶劑，克服了錯(cuò)流萃取的缺點(diǎn)；多級(jí)逆流萃取的效果好，特別適用于分配比或分離系數(shù)較小的物質(zhì)的分離；在工業(yè)上又廣泛的應(yīng)用。缺點(diǎn)：從開始進(jìn)行逆流萃取起，要經(jīng)過一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后，整個(gè)萃取體系才能達(dá)到平衡，萃取條件一定時(shí)，萃取級(jí)數(shù)越多，達(dá)到平衡狀態(tài)所需的時(shí)間越長(zhǎng)。逆流萃取的特點(diǎn)合理使用有機(jī)溶劑，克服了錯(cuò)流萃取的缺點(diǎn)；多級(jí)逆3分餾萃取分餾萃取是在逆流萃取流程中增加洗滌段，即把經(jīng)過多級(jí)逆流萃取后排出的難萃組分洗滌下來，從而使出口的有機(jī)相中易萃組分的純度大大提高。如果分餾萃取條件控制得好，級(jí)數(shù)足夠多，那么就可同時(shí)獲得兩個(gè)高純度、高收率的產(chǎn)品，因此，分餾萃取被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。洗滌段逆流萃取段

8、3分餾萃取分餾萃取是在逆流萃取流程中增加洗滌段，即把經(jīng)過多級(jí)污染物的萃取處理隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，溶劑萃取法在治理環(huán)境污染方面已顯示出其獨(dú)特的功效。 含重金屬污染物的處理 含酚廢水的萃取處理污染物的萃取處理隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展，溶劑萃取法在治理環(huán)境污染溶劑萃取法的優(yōu)點(diǎn)與其它分離法相比：方法簡(jiǎn)單提取與分離效率高生產(chǎn)能力大分離效果好生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與連續(xù)化易于掌握回收效率高試劑耗量少設(shè)備簡(jiǎn)單溶劑萃取法的優(yōu)點(diǎn)與其它分離法相比：易于掌握含重金屬污染物的萃取過程含鉻和銅污泥處理電鍍廠廢水中常含鉻及少量有價(jià)金屬，如銅、鋅、鎘等。處理過程及原理：（1）采用高錳酸鉀，硫酸進(jìn)行氧化酸溶，反應(yīng)如下：反應(yīng)完全后過

9、濾，濾液進(jìn)行萃鉻。含重金屬污染物的萃取過程含鉻和銅污泥處理（2）鉻的萃取用三烷基胺（N235）作萃取劑進(jìn)行萃鉻，再用溫水、稀硫酸、稀鹽酸洗滌少量夾帶的Fe、Mn等雜質(zhì)，反應(yīng)如下：含鉻和銅污泥處理（2）鉻的萃取含鉻和銅污泥處理（3）鉻的反萃用NaOH作為反萃劑，反萃相比2:1，溫度30-40C；得到的反萃液用濃縮結(jié)晶法處理：先用30%H2SO4調(diào)pH至2-3，經(jīng)二次濃縮結(jié)晶，使Na+以硫酸鹽形式結(jié)晶，即可得到重鉻酸鈉溶液或晶體。該方法使鉻的回收率達(dá)到96%。含鉻和銅污泥處理（3）鉻的反萃含鉻和銅污泥處理（4）銅的萃取回收 工業(yè)含銅廢水主要來自金屬加工廠，如銅板酸洗液中銅含量可達(dá)60-80mg/l

10、。 假如每個(gè)工廠每天排出30噸這種含銅廢水，每年損失銅約20噸左右。 銅的回收采用的萃取劑一般為羥肟類萃取劑，如N510（2-羥基-5-仲辛基-二苯甲酮肟）。 N510對(duì)銅有很好的選擇性，萃取反應(yīng)為：含鉻和銅污泥處理當(dāng)有機(jī)相含銅達(dá)到一定濃度后，用1.5-2.5mol/l硫酸溶液反萃，再將反萃液蒸發(fā)結(jié)晶出CuSO45H2O，銅的回收率可達(dá)84%。（4）銅的萃取回收含鉻和銅污泥處理當(dāng)有機(jī)相含銅達(dá)到一定濃度后含酚廢水的萃取處理含酚廢水的來源相當(dāng)廣泛，焦化廠、煤氣廠、煉油廠、化工廠、制藥廠等一般都有含酚廢水的產(chǎn)生。如果排入江河，對(duì)水生生物、農(nóng)作物、人都有危害。溶劑萃取是常用的萃取脫酚方法，適合于從高濃度含酚廢水中（酚濃度1000mg/l）回收酚，可同時(shí)回收揮發(fā)酚和不揮發(fā)酚。常用的萃取劑主要有苯、重苯、重溶劑油、取代乙酰胺N503，異丙醚等，其中N503萃取劑具有效率高、損耗低、無毒、水溶性小、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)不易老化等優(yōu)點(diǎn)。 目前國內(nèi)一般均采用萃取加生化或萃取加吸附等多級(jí) 回收治理方法。含酚廢水的萃取處理含酚廢水的來源相當(dāng)廣泛，焦化廠、煤氣廠、煉含含酚廢水的萃取處理N503萃取劑脫酚處理原理：N503N,N（1-甲庚基）乙酰胺與酚形成分子間氫鍵締合物。含含酚廢