Экстрагирование Экстрагирование

Под экстрагированием понимают процесс разделения компонентов твердых или жидких веществ с помощью селективных растворителей (экстрагентов). Различают экстрагирование из жидкостей и экстрагирование из твердых веществ (выщелачивание). При этом извлекаемое (экстрагируемое) вещество переходит из твердой или жидкой фазы при контакте с экстрагентом в фазу жидкого экстрагента. Важнейшим условием процесса является отсутствие растворимости экстрагента и жидкой фазы, содержащей в растворенном состоянии извлекаемое вещество.

Для проведения процесса необходимо обеспечить контакт экстрагента с фазой, содержащей извлекаемое вещество. Это достигается энергичным перемешиванием, взбалтыванием. При этом происходит образование дисперсной системы. Обычно такой системой являются эмульсии. Для успешного проведения процесса важно соблюсти условие – экстрагент и растворитель, содержащий извлекаемое вещество, должны быть взаимно нерастворимы. Затем следует разрушение дисперсной системы. Обычно этот процесс происходит самопроизвольно.

Если для жидкостной экстракции характерно наличие двух жидких фаз, то для твердофазной экстракции одна фаза является жидкой, вторая твердой. В качестве твердой фазы используются гидрофобные алкилированные силикагели, играющие роль сорбентов. В этом случае удается проводить извлечение различных типов комплексных соединений металлов.

Твердофазная экстракция позволяет извлекать как координационно насыщенные, так и координационно ненасыщенные хелаты.

Для технологии важным вопросом является регенерация экстрагента. Для этого используют методы дистилляции, выпаривания, высаливания, кристаллизации. Экстрагент должен быть извлечен из каждой фазы.

К экстрагенту предъявляется ряд требований. Экстрагент должен обладать высокой селективностью к извлекаемому веществу; как можно больше отличаться по плотности от жидкости, содержащей растворенное вещество; обладать невысокой вязкостью для обеспечения энергичного перемещения фаз друг относительно друга. Для экстрагента важными качествами являются: химическая инертность, низкая летучесть, отсутствие токсичности. Экстрагент не должен быть дефицитным препаратом. С экономической точки зрения он должен иметь низкую стоимость и легко регенерироваться.

Предлагается классифицировать экстрагенты на три группы:

1. Углеводороды.

2. Соединения с одной функциональной группой в молекуле.

3. Соединения с несколькими функциональными группами в молекуле.

Важнейшее значение приобретает проблема создания экстрагентов, отличающихся высокой селективностью. К ним относят органические сульфиды и сульфоксиды, алкиланилины, алкиламинопиридины, а также реагенты на основе полидентатных серо- и азоторганических соединений. Важно, чтобы экстрагируемые комплексные соединения металлов отличались высокой стабильностью. К таковым относятся S,N-содержащие комплексные соединения.

Для элементов, в которых заинтересована атомная промышленность (урана, плутония, циркония, ниобия и др), применяются кислородсодержащие экстрагенты. Для металлов, в которых заинтересована цветная металлургия, применяются серо- и азотсодержащие экстрагенты. Конкретные примеры использования экстрагентов и условий проведения процесса можно найти в.

Особое место среди экстрагентов занимают соли четвертичных аммониевых оснований, а также их синергетные смеси с экстрагентами других классов. Эти соединения используются для экстракции редких металлов в широкой области pH.

Заслуживает особого внимания использование в качестве экстрагентов краун-соединений (макроциклов). В этом случае представляется возможным экстрагирование s-соединений I и II групп.

Среди новых экстракционных систем следует назвать двухфазные водные системы на основе водорастворимых полимеров.

В качестве примеров использования экстрагирования в промышленных масштабах можно привести экстракцию железа из производственных растворов, экстракцию меди и золота смесью трибутилфосфата и дифенилтиомочевины из тиоцианатных растворов и использование экстракции в технологии медно-никелевого сырья.
  • Читать все новости