溶剂萃取又称液—液萃取,是近代分析化学中常用而重要的分离方法之一。其优点是简单、快速、易于操纵和自动化,既可萃取基体元素,又可分离富集痕量元素,由于有机合成化学的发展和所取得的成就,可供选择的萃取剂类型不断增多,因此可供选择的萃取体系亦多,轻易达到高的选择性和萃取率,溶剂萃取可与光度法、原子吸收法、电化学方法、X射线荧光光谱法、发射光谱法等结合,进步分离和测定的选择性及灵敏度。
溶剂萃取法基本原理
溶剂萃取的其中一相为水溶液,另一相为有机溶剂,两者互不相溶。被分离的物质从水溶液中进进有机溶剂中,立即形成两层。有机溶剂是在上层还是在下层,决定于它的相对密度是小于或大于水。
在液体混合物溶液中加进某种溶剂,使溶液中的组分得到全部或部分分离的过程称为萃取。溶剂萃取法是从稀溶液中提取物质的一种有效方法。广泛地应用于冶金和化工行业中。在黄金行业中,用溶剂萃取法提取纯金、银已有很多研究,在国外,其成熟技术已经产业应用多年。用萃取法从含氰废水中提取铜、锌的研究也多有报导。
从氰化物溶液中萃取有色金属氰络物一般用高分子有机胺类,如氯化三烷基甲胺(N263)、稀释剂为高碳醇、溶剂是磺化煤油。水相即是要处理的废水。与吸收操纵相似,萃取法以相际平衡为过程极限。这与离子交换法和液膜法也是相近的。但离子交换法使用固体离子交换树脂做吸收物质;而液膜法使用的是油包水(碱溶液用于吸收氰化氢)组成的吸收物质。萃取法所用的吸收剂均由有机物组成,其质量密度一定要与水溶液或称萃取原料液有相当大的差别,以使两相靠重力就能较轻易地分离开,有机相还要有较高的沸点,以保证有机物在使用过程中不至于损失太大。
萃取过程是一个传质过程,溶质从水相传递到有机相中,直到平衡。因此要求萃取设备能充分地使水相中的物质在较短时间内扩散到有机相中,而且要求有机相的粘度不要过大,以免被吸收物质在有机相内产生较大浓度梯度而阻碍吸收进程。
萃取过程得到的富集了水相中某种物质或几种物质的有机相叫萃取相。经过萃取分离出某种物质或几种物质的水相叫萃余液。
通过反萃将萃取相的被萃取物分离出往才能使有机相循环使用。对于含铜氰络离子的萃取相,可用烧碱溶液将铜络离子从萃取相中反萃出来,得到含铜氰络合物浓度极高的溶液。通过电解法可以将这种溶液中的铜沉积下来,而铜浓度大为降低的电解废液可用于氰化过程。也可通过酸化回收法处理含铜氰络合物的萃取液,回收氰化物和铜,产生的废液用石灰中和、澄清后返回氰化过程。萃余液即经过萃取法处理的水相再经过除油即可用于氰化过程。
为了在有限的时间内完成萃取过程,一般设多级萃取和多级反萃取。以此增加被分离物质在有机相中的富集比并进步传质速率。
萃取所有的萃取设备主要有4种类型,即混合澄清槽、填料塔、筛板塔、喷淋塔,近年来,又出现了外加能量的脉动填充塔和筛板塔以及分离密度差较小的cwl型离心萃取机。