【正文】 方法對萃取機理不確定的體系特別適用。萃取體系也可以按被萃金屬的外層電子構(gòu)型不同來劃分，如 5f區(qū)元素（錒系）萃取， 4f區(qū)元素（鑭系）萃取等類型。此外，也有按萃取液相的不同分為酸性、中性萃取體系、或硫酸、鹽酸、硝酸萃取體系的方法。83n 最常用的萃取體系分類方法是根據(jù)萃取機理或萃取過程中生成的萃合物的性質(zhì)分類。依此原則，可以將萃取體系分為六大類型：n ；n ；n ；n ；n ；n 。n 工業(yè)上常用的是 5類萃取體系，我國廣泛使用的是 2和 3類萃取體系。84 萃取過程的基本參數(shù)：分配比（ D） 水溶液的金屬離子常以多種配合離子狀態(tài)存在，在萃取過程中可以以其中一種或多種形態(tài)的離子被萃取。這與Nernst分配定律的表述： “當以溶液在基本上不相混溶的兩個容劑中分配時，如在給定的溫度下，兩相達平衡后，且溶質(zhì)在兩相的分子狀態(tài)相同，則其在兩相中的濃度比為一常數(shù) k。 ”不相符，因此不適合用 Nernst的分配定律來正確的表示被萃取物在兩相中的分配情況。 由于 Nernst分配定律不能直接用于萃取過程中，故引入一個萃取達到平衡時，被萃取物在兩相中的實際濃度比 來表示該種物質(zhì)的分配關(guān)系。即 ： D= C有 / C水 [31]式中： C有 表示萃取平衡時，被萃取物在有機相中的濃度； C水 表示萃取平衡時，被萃取物在水相中的濃度。85n D被稱之為分配比。 D的值越大，表示該種被萃取物越容易被萃取。 通過比較在某一萃取劑中幾種金屬離子的 D值可以排列出被萃取的順序，確定欲萃取物在其中的位置。在萃取分離中，根據(jù)欲萃取物在萃取順序的位置，確定分離界限。例如，在料液中含有 A、 B、 C、 D… 溶質(zhì)，通過測試在某萃取劑中的分配比，確定出其被萃取的順序為ABCD… 。 欲從此料液中提取純 B,可以以 B與 C之間為分離界限，將 A和 B歸為易萃組分，其余為難萃組分 。經(jīng)萃取提取 A和 B后，再以 A與 B之間為分離界限，則可以獲得純 B和 A。也可以首先以 A與 B之間為分離界限，再以B與 C為分離界限，同樣能獲得純 B和 A。實際生產(chǎn)中，分離界限的劃分與萃取工藝流程有關(guān)，有時還會影響生產(chǎn)的成本和產(chǎn)品純度。n 分配比 D與 Nernst分配常數(shù) k不同，其值的大小與溶液中的被萃取物濃度、溶液的酸度、萃取劑濃度以及稀釋劑的性質(zhì)等因素有關(guān)，只有在理想狀態(tài)下，被萃取物在任何一個相中均不參與任何反應(yīng)時， D=k才可能成立86n萃取率（ q）n 萃取率 q表示萃取平衡時，萃入有機相中的被萃物的量與原料液中該種物質(zhì)量的百分比。即：n q= C有 V有 /（ C水 V水 + C有 V有 ） 100%n = C有 /C水 / （ C有 /C水 + V水 /V有 ）n = D/(D+ V水 /V有 ) n 式中： V水表示料液的體積； V有表示有機相的體積；n 如令 V有 / V水 =R， R稱之為相比，則有：n q== D/(D+ 1/R) [33]n 由上式可見，萃取率不僅與分配比有關(guān)而且與相比有關(guān)，相比 R的值越大萃取率 q越高。87n分離系數(shù) （ βA/B）n 含有兩種以上的溶質(zhì)的溶液在同一萃取體系、同樣萃取條件下進行萃取分離時，各溶質(zhì)分配比 D之間比值用于表示兩溶質(zhì)之間的分離效果。其表達式為：nβA/B =DA/DB= CA有 CB水 / CA水 CB有 n 式中： DA、 DB表示 A、 B兩種溶質(zhì)的分配比，通常以分配比較大者記為 A，表示易萃組分，較小者記為 B，表示難萃組分。88n 萃取比（ E）n 在萃取過程連續(xù)進行時，常用被萃物在兩相中的質(zhì)量流量比表示平衡狀態(tài)。于是 有：n EA= A有 /A水 或 EB=B有 /B水 式中： EA、 EB分別是 A和 B萃取比；， A有 和 B有 或 A水 和 B水 分別是 A和 B在有機相中或水相中的質(zhì)量流量。由分配比的定義可知 ，n EA=A有 V有 /A水 V水 =DARn 或 EB=B有 V有 /B水 V水 =DBR，n R是連續(xù)萃取過程的有機相流量和水相流量之比。對于確定流比的萃取過程則有 βA/B=EA/EB。89n n 在萃取分離的過程中，由于受到分配比和分離系數(shù)的限制，一次萃取難以達到有效分離的目的，必須使水相和有機相多次接觸，以至易萃祖分 A不斷的在有機相中富集，難萃組分 B在水相中富集，直到達到純度要求。這種將若干個萃取器串聯(lián)起來實現(xiàn)水相和有機相多次接觸的方法，生產(chǎn)工藝上稱為串級萃取。90n 串級萃取按有機相和水相流動方向的不同分為：n 錯流萃取n 逆流萃取n 分餾萃取n 等多種形式。多元素分離主要采用的是分餾萃取形式，因此本章中主要介紹分餾萃取所需要的級數(shù)、有機相和水相流量等工藝參數(shù)的確定方法。9192n 分餾萃取工藝如上圖中所示的逆流萃取段、逆流洗滌段和反萃取段組成，各段分別由若干級單一萃取器串接而成，其作用分別是：n (1)萃取段 ：由 1至 n級組成。在第 n級加入料液 F，第 1級混合室加入有機相 S并從澄清室流出難萃組分的萃余水相。萃取段的作用是使料液中的易萃組分 A和有機相經(jīng)過 n級的逆流接觸后萃取到有機相中，與難萃組分 B分離。n (2)洗滌段 ：由 n+1至 m級組成。在第 m級加入洗滌液，使其與已經(jīng)負載被萃物的有機相經(jīng)過 mn級的逆流接觸，作用是將機械夾帶或少量萃取入有機相的難萃組分 B洗回到有機相中，以提高易萃組分 A的純度。n (3)反萃段 ：在反萃段中用水溶液（酸溶液、去離子水等）與有機相接觸，使經(jīng)過洗滌純化的易萃物 A與有機相解離返回水相。反萃段所需要的級數(shù)與被萃物的反萃率有關(guān)，一般在8級以下。經(jīng)反萃的有機相可以循環(huán)使用。9394n ３ . 分餾萃取理論基礎(chǔ)n ３ .1 萃余分數(shù)和純化倍數(shù)n 在研究分餾串級萃取時，為了研究經(jīng) n級萃取和 mn 級洗滌 ,產(chǎn)品所能達到的純度與收率 ,或者說產(chǎn)品在達到一定的純度和收率條件下，所必需的萃取段級數(shù)和洗滌段級數(shù) ,引用了萃余分數(shù)和純化倍數(shù)的概念。這兩個參數(shù)的數(shù)學表達式以及和產(chǎn)品收率和純度的關(guān)系式分別表述如下：95n 1． 萃余分數(shù)n 萃余分數(shù) ФB和 ФA是指經(jīng)過萃取后，水相中難萃組分 B或易萃組分 A的剩余量與其在原料液中量的比值，其表達式為：nФA =萃余水相中 A的質(zhì)量流量 /料液中 A的質(zhì)量流量n =A1/AF [35]nФB =萃余水相中 B的質(zhì)量流量 /料液中 B的質(zhì)量流量n =B1/BF [36] 96n 2. 純化倍數(shù)n 純化倍數(shù)是指經(jīng)萃取后，萃取組分 A和B純度提高的程度。對于難萃組分 B的純化倍數(shù) b的定義為，萃余水相中 B與 A濃度比或純度比與料液中 B與 A的濃度比之比，在串級萃取中萃余水相是指第一級水相出口處的萃余液97n B組分的純化倍數(shù) bn b=[(B)1/(A)1]/ [(B)F/(A)F]n =[PB1/(1PB1)]/[fB/fA] [37]n A的純化倍數(shù) an 定義為，在 n+m級有機相出口處有機相中 A與 B濃度或純度比與料液中 A與 B濃度比之比。同樣有：n a=[(A)n+m/(B)n+m]/ [(A)F/(B)F]n =[PAn+m/(1Pn+m)]/[ fA/fB] [38]n (B)1,(A)1和 (B)F,(A)F 分別表示水相出口萃余液中和料n 液中 B和 A的濃度；n (A)n+m， (B)n+m 有機相出口有機相中 A和 B的濃度；n PB1, PAn+m 分別表示 B在第一級萃余液中的純度和 An 在 n+m級出口有機相中 A的純度；n fA， fB 料液中 A和 B的摩爾分數(shù)或質(zhì)量分數(shù)。98n 3． 純化倍數(shù)與萃余分數(shù)的關(guān)系n 將 [35]和 [36]式代入 [37]式中，可以得到純化倍數(shù) b與萃余分數(shù)的關(guān)系：n b=ФB /ФA [39]n 同樣可得：n a=(1ФA)/(1ФB) [310]n 上兩式也可以寫成如下形式：n ФA =（ a1） /(ab1) [311]n ФB =b(a1)/(ab1) [312]99n n 由萃余分數(shù)的意義可知，料液中 B組分在萃取過程的收率 YB實際上是 B組分的萃余分數(shù) ФB，同樣可知 A組分的收率 YA是 1ФA。即： n YB=ФB=b(a1)/(ab1) [313]n YA=1ФA=a(b1)/(ab1) [314]100n ５．分餾萃取的級數(shù)計算公式n 根據(jù)分餾萃取中萃取段和洗滌段相互獨立的觀點，應(yīng)用 kremer逆流萃取方程可以得出萃取段的級數(shù) n的級數(shù)公式。n 即： b=ФB/ФA=( EAn+1 1)(1EB)/(1 EBn+1)(EA1) [328]n 由于 EA1,EB1,于是 EAn+1〉〉 1， EBn+1〈〈 1，n 所以 [328]是可以簡化為： n b= EAn≈(βEB)n [329]對上式取對數(shù)，可以計算 萃取段的級數(shù) n，n n= lnb/lnβEB [330]n 同理也可以得到 洗滌段的級數(shù) m的計算公式：n m+1=lna/ln(βˊ/EAˊ) [331]101謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAIT