金屬萃取劑是濕法冶金的核心化學(xué)反應(yīng)助劑,可廣泛應(yīng)用于銅、鈷、鎳、鋰等各類金屬的萃取提純,全球產(chǎn)量大五種金屬中只有銅主要生產(chǎn)路線是用濕法冶金萃取得到,因此銅萃取劑是使用量大、運用廣泛的金屬萃取劑,其余鈷、鎳、鋰等金屬則是新能源電池主要金屬成分。
利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同,使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復(fù)多次萃取,將絕大部分的化合物提取出來。萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大,則分離效率越高、如果在水提取液中的有效成分是親脂性的物質(zhì),一般多用親脂性有機溶劑,如苯、氯仿或乙醚進行兩相萃取,如果有效成分是偏于親水性的物質(zhì),在親脂性溶劑中難溶解,就需要改用弱親脂性的溶劑,例如乙酸乙酯、丁醇等。還可以在氯仿、乙醚中加入適量乙醇或甲醇以增大其親水性。提取黃酮類成分時,多用乙酸乙脂和水的兩相萃取。
萃取的機理既有物理的溶解作用,又有化學(xué)的配合作用,是一個復(fù)雜的物理溶解過程 。一般而言,萃取那些簡單的不帶電荷的共價分子時為物理溶解過程。但在大多數(shù)情況下,被萃取物與有機相中一種或多種組分發(fā)生化學(xué)變化,生成新的化學(xué)物種后被萃入有機相,這便屬于化學(xué)過程。按照萃取機理的不同,可分為五種類型:
(1)簡單分子萃?。罕惠徒M分在兩相中均以中性分子存在,與溶劑不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),只是以簡單分子形式在兩相進行物理分配。
(2)中性配合萃取:被萃取組分與萃取劑都是中性分子,他們結(jié)合生成中性配合物進入有機相,可以把生成的中性配合物看成溶劑化物,故這種類型的萃取又可稱為溶劑化萃取。
(3)酸性配合萃?。核嘀械慕饘匐x子以陽離子或能離解為陽離子的配合離子狀態(tài)存在,與酸性萃取劑形成不含親水基團的中性配合物進入有機相。
(4)離子締合萃?。核嘀械慕饘匐x子以配陰離子(或陽離子)與含氧或含氮的萃取劑以離子締合的方式形成萃合物進入有機相。
(5)協(xié)同萃?。涸谳腿r,使用兩種以上的萃取劑相混合,萃取水相中的被萃物生成油溶性更大的協(xié)萃物進入到有機相。
作為一種分離技術(shù),萃取的工藝流程是由萃取、洗滌、反萃取三個基本步驟構(gòu)成一個完整的萃取循環(huán)過程。當(dāng)有機相和水相充分接觸時,水相中的某些金屬便會選擇性的轉(zhuǎn)移到有機相,金屬的這種轉(zhuǎn)移過程稱作萃取。萃取達到平衡經(jīng)靜置分層后,這時的水相稱為萃余液,而含有某種或某些金屬的有機相稱為負載有機相。負載有機相經(jīng)反萃取使某種被萃入有機相的金屬轉(zhuǎn)入水溶液。然后從這種反萃取液中回收其他金屬,從而達到金屬的分離或富集的目的。反萃后不含或少含金屬的有機相稱為再生有機相,返回萃取用。有時在反萃取之前要用洗滌劑從負載有機相中洗去某種金屬或雜質(zhì)。在萃取流程操作中實現(xiàn):(1)使水相與有機相進行充分接觸;(2)使有機相與水相分離;(3)負載有機相進行反萃取,再生有機相循環(huán)使用。
工業(yè)中的萃取劑,大多溶解于有機溶劑,常見的有機溶劑是磺化煤油、260號溶劑油、406#環(huán)保溶劑油。并且對萃取劑有協(xié)萃作用,因為里面含有少量的芳香烴。溶于有機溶劑還能提高萃取劑的萃取能力、增強其金屬萃合物的溶解性、降低粘度,降低其揮發(fā)性能、降低其在水中溶解性。
萃取劑主要在有色金屬濕法冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛,比如銅、鋅、鈷鎳、鎘、金銀、鉑系金屬、稀土等行業(yè)。
萃取劑的作用主要有:分離主金屬與雜質(zhì)金屬離子、富集主金屬離子的濃度、提屬離子、改變陰離子的種類等。
金屬萃取劑主要是一些常見的如磷酸、銨鹽、苯等七種的氫離子或者羥基被一些長鏈烷基給取代。金屬與這些萃取劑結(jié)合,就會變成金屬有機化合物,而溶解于有機溶劑中。由于各種金屬與這些萃取劑的結(jié)合能力不同,而導(dǎo)致這些萃取劑萃取金屬的順序不同,從而分離這些金屬離子。
從自然界中獲取金屬單質(zhì)的過程稱為金屬的提煉。金屬的提煉有火法和濕法
兩大類?;鸱ㄒ睙捰址Q干式冶金,是把礦石和必要的添加物一起在爐中加熱至高
溫熔化,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而分離出粗金屬,然后再將粗金屬精煉的方法。濕法
冶練是用酸、堿、鹽類的水溶液,以化學(xué)方法從礦石中提取所需金屬組分,然后
用水溶液電解等各種方法制取金屬的過程。
所屬分類:石油產(chǎn)品/石油化工基礎(chǔ)原料
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