溶剂萃取分离2课件

1、溶剂萃取分离2课件溶剂萃取分离2课件萃取化学基本概念萃取平衡 在萃取过程中，当被萃取物在单位时间内从水相转入有机相的量与由有机相转入水相的量相等时，在该条件下，萃取体系处于暂时的相对平衡。分配定律： 达到萃取平衡时，溶质在两相中的浓度比。萃取化学基本概念萃取平衡萃取化学基本概念分配比和分配常数萃取化学基本概念分配比和分配常数萃取化学基本概念相比R分离系数萃取化学基本概念相比R污染控制过程中常用的萃取体系(1) 简单分子萃取体系(2) 内络盐（金属螯合）萃取体系(3) 离子缔合萃取体系污染控制过程中常用的萃取体系(1) 简单分子萃取体系单级萃取单级萃取是萃取分离中最简单也是最常用的一种方法。单级

2、萃取是将一定体积的含有欲分离物质的水溶液与一定体积的有机相在一个容器中一次接触混合、振摇，经过一定时间达到平衡，然后静止、分层、分离。其特点是：设备简单、操作简便、快速。单级萃取单级萃取是萃取分离中最简单也是最常用的一种方法。萃取分离技术单级萃取多级萃取错流萃取逆流萃取分馏萃取萃取分离技术单级萃取多级萃取错流萃取逆流萃取分馏萃取单级萃取单级萃取是萃取分离中最简单也是最常用的一种方法。单级萃取是将一定体积的含有欲分离物质的水溶液与一定体积的有机相在一个容器中一次接触混合、振摇，经过一定时间达到平衡，然后静止、分层、分离。其特点是：设备简单、操作简便、快速。单级萃取单级萃取是萃取分离中最简单也是最

3、常用的一种方法。适用范围只适用于分配比（D）或分配系数（KD）大的萃取体系，只萃取一次或两次便可达到完全萃取分离的目的。适用于未知体系的探索工作适用范围只适用于分配比（D）或分配系数（KD）大的萃取体系，萃余液中被萃取物的浓度、萃取率 计算V0 、Va分别表示有机相、水相体积c、c1、c2 分别表示料液、萃余液、有机相中被萃取物的浓度。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浓度、萃取率 计算V0 、Va分别表示有萃余液中被萃取物的浓度：萃取率E：萃余液中被萃取物的浓度、萃取率 计算萃余液中被萃取物的浓度：萃余液中被萃取物的

4、浓度、萃取率 计多级萃取使含有被分离物质的水相与有机相多次接触，进行萃取的工艺叫做多级萃取或叫做串级萃取。按两相接触方式不同，可分为： 错流萃取 逆流萃取 分馏萃取多级萃取使含有被分离物质的水相与有机相多次接触，进行萃取的工错流萃取示意图F料液 R萃余液S有机溶剂 E萃取液1错流萃取错流萃取示意图1错流萃取1错流萃取 把有机溶剂加到被处理的料液中去，经混合达到平衡，分层澄清，把有机萃取相分出，并把萃余相再一次用新有机溶剂处理，反复进行，使有机相与水相多次重复平衡，直到萃余相达到规定的浓度。S1S2SE12n1错流萃取 把有机溶剂加到被处理的料液中去，经混萃余液中被萃取物的浓度萃余液中被萃取物的

5、浓度总萃取率E错流萃取的总萃取率与分配比D、相比R及萃取级数有关。因此，只要分配比适当，经多级萃取可达到几乎完全的萃取。总萃取率E错流萃取的总萃取率与分配比D、相比R及萃取级数有关错流萃取的特点方法简单，得到的萃余液较纯，萃取级数越多，萃取效率越高。缺点：消耗的有机溶剂量大，并且相应得到多份萃取液，使得后续反萃和回收的工作量加大。错流萃取的特点方法简单，得到的萃余液较纯，萃取级数越多，萃取2逆流萃取 在萃取过程中，将欲被分离的水溶液固定从一个方向输入，将有机相从相反方向输入，形成对流萃取，这个过程称为逆流萃取。多级逆流萃取流程图2逆流萃取 在萃取过程中，将欲被分离的水溶液固定目前国内应用最普遍

6、的是混合澄清槽设备Ei+1yi+1E1y1xFFxiRi1i目前国内应用最普遍的是混合澄清槽设备Ei+1E1xFxi1i通常用逆流萃取的目的是要把料液中易萃组分A极大限度地萃入有机相，使萃余液得到较纯的难萃组分B。生产中关心的是难萃组分B的纯度及收率。通常用逆流萃取的目的是要把料液中易萃组分A极大限度地萃入有机萃余液中难萃组分B的纯度b萃余液中难萃组分B的纯度b溶剂萃取分离2课件同理可得： 表示经过n级萃取后，萃余液中被萃取物的残留量与料液中被萃取物的量的比值。b称为纯化倍数，表示经过n级逆流萃取后，难萃取组分B纯度提高的倍数。同理可得： 萃取级数n：萃取级数n：溶剂萃取分离2课件逆流萃取的特

7、点合理使用有机溶剂，克服了错流萃取的缺点；多级逆流萃取的效果好，特别适用于分配比或分离系数较小的物质的分离；在工业上又广泛的应用。缺点：从开始进行逆流萃取起，要经过一段相当长的时间后，整个萃取体系才能达到平衡，萃取条件一定时，萃取级数越多，达到平衡状态所需的时间越长。逆流萃取的特点合理使用有机溶剂，克服了错流萃取的缺点；多级逆3分馏萃取分馏萃取是在逆流萃取流程中增加洗涤段，即把经过多级逆流萃取后排出的难萃组分洗涤下来，从而使出口的有机相中易萃组分的纯度大大提高。如果分馏萃取条件控制得好，级数足够多，那么就可同时获得两个高纯度、高收率的产品，因此，分馏萃取被广泛应用于工业生产中。洗涤段逆流萃取段

8、3分馏萃取分馏萃取是在逆流萃取流程中增加洗涤段，即把经过多级污染物的萃取处理随着环境科学的发展，溶剂萃取法在治理环境污染方面已显示出其独特的功效。 含重金属污染物的处理 含酚废水的萃取处理污染物的萃取处理随着环境科学的发展，溶剂萃取法在治理环境污染溶剂萃取法的优点与其它分离法相比：方法简单提取与分离效率高生产能力大分离效果好生产过程易于实现自动化与连续化易于掌握回收效率高试剂耗量少设备简单溶剂萃取法的优点与其它分离法相比：易于掌握含重金属污染物的萃取过程含铬和铜污泥处理电镀厂废水中常含铬及少量有价金属，如铜、锌、镉等。处理过程及原理：（1）采用高锰酸钾，硫酸进行氧化酸溶，反应如下：反应完全后过

9、滤，滤液进行萃铬。含重金属污染物的萃取过程含铬和铜污泥处理（2）铬的萃取用三烷基胺（N235）作萃取剂进行萃铬，再用温水、稀硫酸、稀盐酸洗涤少量夹带的Fe、Mn等杂质，反应如下：含铬和铜污泥处理（2）铬的萃取含铬和铜污泥处理（3）铬的反萃用NaOH作为反萃剂，反萃相比2:1，温度30-40C；得到的反萃液用浓缩结晶法处理：先用30%H2SO4调pH至2-3，经二次浓缩结晶，使Na+以硫酸盐形式结晶，即可得到重铬酸钠溶液或晶体。该方法使铬的回收率达到96%。含铬和铜污泥处理（3）铬的反萃含铬和铜污泥处理（4）铜的萃取回收 工业含铜废水主要来自金属加工厂，如铜板酸洗液中铜含量可达60-80mg/l

10、。 假如每个工厂每天排出30吨这种含铜废水，每年损失铜约20吨左右。 铜的回收采用的萃取剂一般为羟肟类萃取剂，如N510（2-羟基-5-仲辛基-二苯甲酮肟）。 N510对铜有很好的选择性，萃取反应为：含铬和铜污泥处理当有机相含铜达到一定浓度后，用1.5-2.5mol/l硫酸溶液反萃，再将反萃液蒸发结晶出CuSO45H2O，铜的回收率可达84%。（4）铜的萃取回收含铬和铜污泥处理当有机相含铜达到一定浓度后含酚废水的萃取处理含酚废水的来源相当广泛，焦化厂、煤气厂、炼油厂、化工厂、制药厂等一般都有含酚废水的产生。如果排入江河，对水生生物、农作物、人都有危害。溶剂萃取是常用的萃取脱酚方法，适合于从高浓度含酚废水中（酚浓度1000mg/l）回收酚，可同时回收挥发酚和不挥发酚。常用的萃取剂主要有苯、重苯、重溶剂油、取代乙酰胺N503，异丙醚等，其中N503萃取剂具有效率高、损耗低、无毒、水溶性小、长期运转不易老化等优点。 目前国内一般均采用萃取加生化或萃取加吸附等多级 回收治理方法。含酚废水的萃取处理含酚废水的来源相当广泛，焦化厂、煤气厂、炼含含酚废水的萃取处理N503萃取剂脱酚处理原理：N503N,N（1-甲庚基）乙酰胺与酚形成分子间氢键缔合物。含含酚废