Лекция 2 Основные понятия и формулы экстракции

Соотношение фаз – отношение объемов (безразмерная величина).

Коэффициент распределения–отношение концентрации вещества в органической фазе к концентрации вещества в водной фазе.

Лучше, чтобы D>1.

Подчиняется линейному закону

Коэффициент экстракции –массовое или количественное отношение вещества в органической фазе к веществу в водной фазе.

Фактор распределения компонентов– это величина, характеризующая избирательность экстрагента при экстракционном разделении нескольких элементов и равная отношению их коэффициентов распределения.

Если β>1, то второй компонент экстрагируется лучше, чем первый.

В реальных условиях значение должно быть не менее 2.

Доля компонента, выведенная в рафинат

Q – количество вещества.

Доля компонента, выведенная в экстракт

Для однократного процесса : ;

+ = 1

Для многократного (число ступеней экстракции = N) :

Формула Крамсера

(если известно Е)

Процесс экстракции может воспроизводиться однократно – смешали водную и органическую фазу, проэкстрагировали, разделили.

Несколько ступеней экстракции можно осуществить следующими способами:

1. многократная последовательная экстракция;

2. противоточный режим;

3. экстракция с промывкой.

Способы проведения процесса

Многократная последовательная экстракция

Достигаются высокие коэффициенты очистки, но происходит разбавление, следовательно, содержание компонента с каждым этапом будет уменьшаться.

Такой прием в промышленности не используется

Противоточный режим

В этом случае происходит наиболее полное использование емкости экстрагента.

Этот прием используется в промышленности.

Э

3М исходный водный раствор

кстракция с промывкой

Часть не экстрагируется – сразу в рафинат.

У Np, Ru, Zr коэффициент распределения зависит от кислотности раствора. Чтобы перевести их в рафинат вводят на той или иной стадии раствор HNO₃ 8 моль/л, чтобы понизить коэффициент распределения.

Так же вводят 0,5 М HNO₃ , чтобы перевести в рафинад оставшиеся РЗЭ.

Реэкстракция

• Н

  экстракт

  ужно воздействовать на систему в противоположном направлении

реэкстрагент 0,5М HNO₃

реэкстракт (водный раствор урана)

органика без целевых компонентов

• Чтобы не было самопроизвольной цепной реакции (СЦР), проводят промывку слабокислой HNO₃.

• Экстракцию проводят при нормальной температуре, а реэкстракцию при подогревании раствора.

• Добавляют комплексон, который образует комплекс с целевым компонентом (для реэкстракции) – реэкстракт выводится с целевым компонентом.

Экстракционный цикл.

исходный раствор

промывной раствор

рафинат

экстракт

реэкстракт 0,5М HNO₃

(более экономич. использ. экстрагента)

регенерирующий раствор

органическая фаза

регенерат (сюда уходят отходы)

реэкстракт (доочистка готового выделенного продукта)

экстракт

Регенерация экстрагента

Рефлакс-процесс–концентрирование ценного компонента