Jump to content

Жидкость -жидкая экстракция

используемая Разделительная воронка, для экстракции жидкости -жидкости, что видно из двух несмешивающихся жидкостей.

Жидко-жидкая экстракция , также известная как экстракция растворителя и распределение , является методом разделения соединений или металлических комплексов , основанных на их относительной растворимости в двух различных несмешивающихся жидкостях, обычно воде (полярной) и органическом растворителе (неполярный). Существует чистая передача одного или нескольких видов из одной жидкости в другую жидкую фазу, как правило, от водной к органической. Передача обусловлена ​​химическим потенциалом, то есть после завершения переноса, общая система химических компонентов, которые составляют растворенные вещества, и растворители находятся в более стабильной конфигурации (более низкая свободная энергия). Растворитель, который обогащен растворенным веществом, называется экстрактом. Раствор для подачи, который истощается в растворенном веществе (ы), называется рафинатом . Жидко -жидкая экстракция является основным методом в химических лабораториях, где она выполняется с использованием разнообразных устройств, от разделительных воронков до противоречивого распределительного оборудования, называемого в качестве поселенцев смесителя . [ не проверено в теле ] Этот тип процесса обычно выполняется после химической реакции в рамках работы , часто включающего кислый разбор.

Термин разделения обычно используется для обозначения базовых химических и физических процессов, связанных с жидкостью -жидкой экстракцией , но для другого показания может быть полностью синонимичом. Термин извлечение растворителя также может относиться к отделению вещества от смеси путем преимущественно растворения этого вещества в подходящем растворителе. В этом случае растворимое соединение отделено от нерастворимого соединения или сложной матрицы. [ не проверено в теле ]

С гидрометалгургической точки зрения экстракция растворителя используется исключительно при разделении и очистке урана и плутония, циркония и гафния, разделения кобальта и никеля, разделения и очищения редких земных элементов и т. Д. Очень похожие металлы. Получает одно металлические потоки с высокой точностью на «убрать» металлического значения из «загруженной» органической, где можно осадить или отложить значение металла. Снижение является противоположностью экстракции: перенос массы от органической в ​​водную фазу.

Жидко -жидкая экстракция также широко используется при производстве тонких органических соединений , обработки духов , производства растительных масел и биодизеля , а также других отраслей промышленности. [ не проверено в теле ] Он является одним из наиболее распространенных методов начального разделения, хотя некоторые трудности приводят к извлечению тесно связанных функциональных групп.

Экстракция жидкости может быть существенно ускорена в микрофлюидных устройствах, сокращая время экстракции и разделения от минут/часа до всего лишь секунд по сравнению с обычными экстракторами. [ 1 ]

Жидко-жидкая экстракция возможна в не вводных системах: в системе, состоящей из расплавленного металла в контакте с расплавленными солями , металлы могут быть извлечены из одной фазы в другую. Это связано с ртутным электродом , где можно уменьшить металл, металл часто растворяется в ртути, образуя амальгаму , которая значительно изменяет его электрохимию. Например, можно натрия катионы уменьшить в катоде ртуть с образованием амальгамы натрия , в то время как на инертном электроде (например, платина) катионы натрия не уменьшаются. Вместо этого вода сводится к водороду. или Моющее средство тонкое твердое вещество можно использовать для стабилизации эмульсии или третьей фазы . [ не проверено в теле ]

Меры эффективности

[ редактировать ]

Коэффициент распределения

[ редактировать ]

При извлечении растворителя коэффициент распределения (D) часто цитируется как мера того, насколько хорошо извлечен вид. Коэффициент распределения является мерой общей концентрации в растворенного вещества органической фазе, деленной на ее концентрацию в водной фазе . [ 2 ] Коэффициент разделения или распределения (K D ) является рациона концентрации растворенного вещества в каждом слое при достижении равновесия. [ 3 ] Это различие между D и K D важно. Коэффициент разделения является термодинамической константой равновесия и имеет фиксированное значение для разделения растворенного вещества между двумя фазами. Однако значение коэффициента распределения изменяется с условиями решения, если относительные количества A и B изменяются. вещества в каждой фазе и между двумя фазами, мы можем получить алгебраическую связь между K D и D. Если мы знаем равновесные реакции растворенного Коэффициент разделения и коэффициент распределения идентичны, если растворен имеет только одну химическую форму в каждой фазе; Однако, если растворенное вещество существует в более чем одной химической форме в любой фазе, то K D и D обычно имеют разные значения. [ 2 ] В зависимости от системы, коэффициент распределения может быть функцией температуры, концентрации химических видов в системе и большого количества других параметров. Обратите внимание, что D связан с свободной энергией Гиббса (Δ G) процесса экстракции. [ 4 ]

При извлечении растворителя два несмешивающихся жидкости встряхиваются вместе. Более полярные растворенные вещества растворяются преимущественно в более полярном растворителе, а менее полярные растворители в менее полярном растворителе. В этом эксперименте неполярные галогены преимущественно растворяются в неполярном минеральном масле. [ 5 ]

Факторы разделения

[ редактировать ]

Коэффициент разделения - это один коэффициент распределения, разделенный на другой; Это мера способности системы разделять две растворенные вещества. Например, если коэффициент распределения для никеля (D Ni ) составляет 10, а коэффициент распределения для серебра (D Ag ) составляет 100, то коэффициент разделения серебра/никеля (SF AG/Ni ) равен D Ag /D Ni = SF Ag/ni = 10. [ 6 ]

Меры успеха

[ редактировать ]

Успех экстракции жидкости -жидкости измеряется с помощью факторов разделения и факторов дезактивации. Лучший способ понять успех колонны экстракции - это набор данных с жидкостью -жидким равновесием (LLE). Затем набор данных может быть преобразован в кривую, чтобы определить поведение растворенного вещества устойчивого состояния между двумя фазами. Ось Y-это концентрация растворенного вещества в фазе экстракта (растворитель), а ось X-концентрация растворенного вещества в фазе рафината. Отсюда можно определить шаги для оптимизации процесса. [ 7 ]

Партийные извлечения для одного этапа

[ редактировать ]

Это обычно используется в небольших масштабах в химических лабораториях. Нормально использовать отдельную воронку . Процессы включают DLLME и прямое органическое извлечение. [ 8 ] После уравновешивания фаза экстракта, содержащая желаемое растворение, отделяется для дальнейшей обработки. [ 9 ]

Дисперсивное микроэкстракция жидкости -жидкости (DLLME)

[ редактировать ]

Процесс, используемый для извлечения небольшого количества органических соединений из образцов воды. [ 10 ] Этот процесс осуществляется путем введения небольших количеств соответствующего растворителя экстракции (C 2 CL 4 ) и диспергирующего растворителя (ацетон) в водный раствор. Полученный раствор затем центрифугируется для разделения органических и водных слоев. Этот процесс полезен в экстракционных органических соединениях, таких как органохлорид и органофзофорус пестициды, а также заменяют бензольные соединения из образцов воды. [ 10 ]

Прямое органическое извлечение

[ редактировать ]

Смешивая частично органические растворимые образцы в органическом растворителе (толуол, бензол, ксилол), органические растворимые соединения будут растворяться в растворителе и могут быть разделены с использованием сепаратирующей воронки . Этот процесс ценен в экстракции белков и, в частности, фосфопротеина и фосфопептидфосфатаз. [ 11 ]

Другим примером этого применения является извлечение анизола из смеси воды уксусной и 5% кислоты с использованием эфира , а затем анизол войдет в органическую фазу. Затем два этапа будут разделены. [ Цитация необходима ] Уксусная кислота может затем быть очищена (удалена) из органической фазы, встряхивая органический экстракт бикарбонатом натрия . Уксусная кислота реагирует с бикарбонатом натрия с образованием ацетата натрия , углекислого газа и воды.

Кофеин также может быть извлечен из кофейных зерен и чайных листьев, используя прямую органическую экстракцию. Бобы или листья могут быть пропитаны в этилацетате, что благоприятно растворяет кофеин, оставляя большую часть кофе или аромата чая, оставаясь в начальном образце. [ 12 ]

Многоступенчатые непрерывные процессы контркурации

[ редактировать ]
COFLORE непрерывный экстрактор против потока.

Они обычно используются в промышленности для обработки металлов, таких как лантаноиды ; Потому что коэффициенты разделения между лантаноидами настолько маленькие, что необходимы, многие стадии извлечения необходимы. [ 13 ] В многоступенчатых процессах водный рафинат из одной элемента экстракции подается в следующую единицу в качестве водного подачи, в то время как органическая фаза перемещается в противоположном направлении. Следовательно, таким образом, даже если разделение между двумя металлами на каждом этапе мало, общая система может иметь более высокий коэффициент дезактивации.

Многоступенчатые противоречивые массивы использовались для разделения лантаноидов. Для конструкции хорошего процесса коэффициент распределения должен быть не слишком высоким (> 100) или слишком низким (<0,1) в части извлечения процесса. Часто это тот случай, когда процесс будет иметь раздел для очистки нежелательных металлов из органической фазы, и, наконец, раздел для получения металла из органической фазы.

Микшер -Сеттлерс

[ редактировать ]

Батарея смесителей-сетлеров в настоящее время взаимосвязана. Каждый блок смесителя-сетлера обеспечивает единый этап извлечения. Поселенчик миксера состоит из первой стадии, которая смешивает фазы вместе с последующей стадией успокаивающего оседания, которая позволяет фазам отделяться по гравитации.

Непрерывное разделение масляной и водной смеси

Новое расщепление устройства, Sudhin Biosettler, может непрерывно отделять эмульсию нефтяной воды непрерывно, чем простые гравитационные поселенцы. На этой фотографии эмульсия масляной воды, перемешиваемая рабочей рабочей колесой во внешнем резервуаре и непрерывно перекачивается в два нижних боковых порта биосеттлера, очень быстро разделяется на прозрачный органический (минеральный масляный) слой, выходящий через верхнюю часть биосетта и Водный (окрашенный красным пищевым красителем), который непрерывно выкачивается от дна биосеттлера.

В многоступенчатом процессе противоречия несколько поселенцев смесителей устанавливаются с помощью камеров для смешивания и оседания, расположенных на чередующихся концах для каждой стадии (поскольку выходы смесей расщепления питают входные отверстия смешанных секций соседней стадии). Смешные смесители используются, когда процесс требует более длительного времени проживания и когда растворы легко разделяются по гравитации. Они требуют большой площадки для объекта, но не требуют большого пространства для свободного пространства, и требуют ограниченного удаленного технического обслуживания для случайной замены перемешивания двигателей. (Colven, 1956; Davidson, 1957) [ 14 ]

4-ступенчатая батарея смесителей-сеттеров для извлечения противоопухолевого копа.

Центробежные экстракторы

[ редактировать ]

Центробежные экстракторы смешиваются и разделяют в одной единице. Две жидкости будут интенсивно смешиваться между вращающимся ротором и стационарным корпусом на скорости до 6000 об / мин. Это развивает большие поверхности для идеального массопереноса от водной фазы в органическую фазу. При 200–2000 г, обе фазы снова будут разделены. Центробежные экстракторы сводят к минимуму растворитель в процессе, оптимизируют нагрузку продукта в растворителе и полностью извлекают водную фазу. Удаление тока и поперечного тока легко устанавливается. [ 15 ]

Извлечение без химических изменений

[ редактировать ]

Некоторые растворенные вещества, такие как благородные газы, могут быть извлечены из одной фазы в другую без необходимости химической реакции (см. Поглощение ). Это самый простой тип извлечения растворителя. Когда растворитель извлекается, две несмешивающие жидкости встряхиваются вместе. Более полярные растворенные вещества растворяются преимущественно в более полярном растворителе, а менее полярные растворители в менее полярном растворителе. Некоторые растворенные вещества, которые не на первый взгляд, по -видимому, подвергаются реакции во время процесса экстракции, не имеют коэффициента распределения, который не зависит от концентрации. Классическим примером является извлечение карбоновых кислот ( HA ) в неполярные среды, такие как бензол . Здесь часто бывает тот случай, когда карбоновая кислота будет образовывать димер в органическом слое, поэтому коэффициент распределения будет изменяться в зависимости от концентрации кислоты (измеренный в любой фазе).

Для этого случая постоянная извлечения k описывается K = [ HA Organic ] 2 /[ Ha aipeous ]

Механизм сольвации

[ редактировать ]

Используя экстракцию растворителя, можно извлечь уран , плутоний , торий и многие редкоземельные элементы из кислотных растворов, селективно, используя правильный выбор органического экстрагирующего растворителя и разбавителя. Одним из растворителей, используемым для этой цели, является ( организм органибуларибулфосфата TBP). Процесс Purex , который обычно используется в ядерной переработке, использует смесь три-н-бутилфосфата и инертный углеводородный ( керосин ), уран (VI) извлекается из сильной азотной кислоты и обратно экспрессируется (раздет) с использованием слабых азота. кислота. Органический растворимый урановый комплекс [UO 2 (TBP) 2 (№ 3 ) 2 ] образуется, затем органический слой, несущий уран, вступает в контакт с разбавленным раствором азотной кислоты; Равновесие смещается от органического растворимого уранового комплекса и к свободному TBP и уранил -нитрату в разбавленной азотной кислоте. Плутоний (IV) образует такой же комплекс с ураном (VI), но можно лишить плутоний более чем одним способом; , восстановительный агент который преобразует плутоний в тривалентный Содержание окисления может быть добавлено. Это состояние окисления не образует стабильный комплекс с TBP и нитратами , если концентрация нитрата не является очень высокой (около 10 моль/л -л требуется в водной фазе). Другим методом является просто использование разбавленной азотной кислоты в качестве стриппирующего агента для плутония. Эта химия Purex является классическим примером сольватации извлечения . В этом случае d u = k [tbp] 2 [№ 3 - ] 2 .

Механизм ионного обмена

[ редактировать ]

Другой механизм извлечения известен как механизм ионного обмена . Здесь, когда ион переносится из водной фазы в органическую фазу, другой ион передается в другом направлении, чтобы поддерживать баланс заряда. Этот дополнительный ион часто является ионом водорода ; Для механизмов ионного обмена коэффициент распределения часто является функцией pH . Примером экстракции ионного обмена может быть извлечение с помощью комбинации терпиридина и кислоты в трет -бутилабензоле Америки . карбоновой В этом случае

D AM = K [Терпиридин] 1 [карбоновая кислота] 3 [ЧАС + ] −3

Другим примером является экстракция цинка , кадмия или приводящего ди -алкилфосфиновой кислотой (R 2 PO 2 H) в неполярный разбавитель, такой как алкан . Неполярная комплексов разбавителя способствует образованию неполярных металлических .

Некоторые системы экстракции способны извлекать металлы как сольвации, так и ионными механизмами обмена; Примером такой системы является экстракция америки (и лантаноид ) из азотной кислоты с помощью комбинации 6,6'- бис- (5,6-ди -пентиль -1,2,4-триазин-3-ил) -2 бипиридиновая и 2-бром гексановая кислота в трет - бутилабензоле , 2' - . Как в концентрациях с высокой и низкой атричной кислотой коэффициент распределения металлов выше, чем для промежуточной концентрации азотной кислоты.

Ионная пара извлечение

[ редактировать ]

Это возможно благодаря тщательному выбору контрейона для извлечения металла. Например, если концентрация нитрата высока, можно извлечь Америку как анионный нитратный комплекс, если смесь содержит липофильную четвертичную аммониевую соль .

Примером, который с большей вероятностью столкнется с «средним» химиком, является использование катализатора фазового переноса . Это заряженный вид, который переносит другой ион в органическую фазу. Ион реагирует, а затем образует другой ион, который затем передается обратно в водную фазу.

Например, 31,1 кДж моль −1 необходим для переноса аниона ацетата в нитробензол, [ 16 ] В то время как энергия, необходимая для переноса аниона хлорида из водной фазы в нитробензол, составляет 43,8 кДж моль −1 . [ 17 ] Следовательно, если водная фаза в реакции представляет собой раствор ацетата натрия , в то время как органическая фаза представляет собой раствор нитробензола бензилхлорида , затем, когда катализатор переноса фазы анионы ацетата могут перенесены из водного слоя, где они реагируют с бензилхлорид . с образованием бензилацетата и хлоридного аниона Хлоридный анион затем переносится в водную фазу. Энергии переноса анионов способствуют тому, что это выведено в результате реакции.

От 43,8 до 31,1 кДж моль −1 = 12,7 кДж раз −1 дополнительной энергии определяется реакцией по сравнению с энергией, если реакция была сделана в нитробензоле с использованием одного эквивалентного веса ацетата тетраалкиламмония . [ 18 ]

Типы водных двухфазных экстракций

[ редактировать ]

Полимерные полимерные системы. В полимер -полимерной системе обе фазы генерируются растворенным полимером. Тяжелая фаза, как правило, будет полисахаридом , а световая фаза, как правило, представляет собой полиэтиленгликоль (ПЭГ). Традиционно используемый полисахарид является Dextran . Тем не менее, Dextran является относительно дорогим, и исследования изучают с использованием менее дорогих полисахаридов для создания тяжелой фазы. Если разделяется целевое соединение, представляет собой белок или фермент, можно включить лиганд в мишень в одну из полимерных фаз. Это улучшает аффинность цели к этому этапу и улучшает его способность разделиться с одной фазы на другую. Это, как и отсутствие растворителей или других денатурирующих агентов, делает полимер -полимерным экстракциями привлекательным вариантом для очистки белков. Две фазы полимер -полимерной системы часто имеют очень похожие плотности и очень низкое поверхностное натяжение между ними. Из -за этого демиксировать полимер -полимерную систему часто гораздо сложнее, чем получение экстракции растворителя. Методы улучшения демикции включают центрифугирование и применение электрического поля .

Полимерные системы. Водные двухфазные системы также могут генерироваться путем генерации тяжелой фазы концентрированным солевым раствором. Используемая полимерная фаза, как правило, все еще колышка. Как правило, используется космотропная соль, такая как NA 3 PO 4 , однако системы PEG -NACL были задокументированы, когда концентрация соли достаточно высока. Поскольку полимер -сальтовые системы легко легко их используют. Однако при высоких концентрациях соли белки обычно либо денатуру, либо осаждаются из раствора. Таким образом, полимер -сальтовые системы не так полезны для очистки белков.

Системы ионных жидкостей. Ионные жидкости представляют собой ионные соединения с низкими точками плавления. Хотя они не являются технически водными, недавние исследования экспериментировали с использованием их в экстракции, которая не использует органические растворители.

Очистка ДНК

[ редактировать ]

Способность очищать ДНК из образца важна для многих современных биотехнологических процессов. Однако образцы часто содержат нуклеазы, которые разлагают целевую ДНК, прежде чем ее можно очистить. Было показано, что фрагменты ДНК будут распределяться на световую фазу системы разделения полимер -соли. Если, как известно, лиганды связывают и деактивируют нуклеазы, включены в полимерную фазу, затем нуклеазы будут разделиться на тяжелую фазу и будут деактивированы. Таким образом, эта полимерная система является полезным инструментом для очистки ДНК из образца, одновременно защищая ее от нуклеасов. [ Цитация необходима ]

Пищевая промышленность

[ редактировать ]

Было показано, что система PEG -NACL эффективна при разделении мелких молекул, таких как пептиды и нуклеиновые кислоты. Эти соединения часто являются ароматами или одорантами. Система может затем использоваться пищевой промышленностью для изоляции или устранить определенные ароматы. Экстракция кофеина использовалась с использованием жидкость-жидкости, в частности, прямое и косвенное экстракцию жидкости-жидкости (швейцарский метод воды), но с тех пор двинулась в сторону супер-критического CO 2, так как он дешевле и может выполняться в коммерческом масштабе. [ 19 ] [ 20 ]

Аналитическая химия

[ редактировать ]

Часто на одной стадии обработки образцов присутствуют химические виды, которые будут мешать анализу. Например, некоторый мониторинг воздуха выполняется путем проведения воздуха через небольшую стеклянную трубку, заполненную частицами сорбента, которые были покрыты химическим веществом для стабилизации или дериватизации интересующего аналита. Покрытие может иметь такую ​​концентрацию или характеристики, что оно повредит инструментальным инструментам или мешать анализу. Если образец может быть извлечен из сорбента с использованием неполярного растворителя (такого как толуол или дисульфид углерода), а покрытие является полярным (например, HBR или фосфорной кислотой), растворенное покрытие будет разделиться на водную фазу. Очевидно, что обратное также верно, используя растворитель полярного экстракции и неполярный растворитель для разделения неполярного интерфериента. Небольшая аликвота органической фазы (или в последнем случае, полярная фаза) может затем вводить в прибор для анализа.

Очистка аминов

[ редактировать ]

Амины (аналогично аммиаку) имеют одинокую пару электронов на атоме азота, которые могут образовывать относительно слабую связь с атомом водорода. Поэтому именно в случае, когда в кислых условиях амины обычно протонируются, несут положительный заряд, и в основных условиях они обычно депротонируются и нейтральны. Амины достаточно низкой молекулярной массы довольно полярны и могут образовывать водородные связи с водой и, следовательно, будут легко растворяться в водных растворах. Депротонированные амины, с другой стороны, являются нейтральными и имеют жирные , неполярные органические заместители и, следовательно, имеют более высокое сродство к неполярным неорганическим растворителям. Поскольку такие этапы очистки могут быть выполнены, когда водный раствор амина нейтрализуется основом, таким как гидроксид натрия, а затем встряхивается в сепаратирующей воронке с неполярным растворителем, который нерешима с водой. Органическая фаза затем истощается. Последующая обработка может восстановить амин с помощью таких методов, как перекристаллизация, испарение или дистилляция; Последующее извлечение обратно в полярную фазу может быть выполнена путем добавления HCl и снова встряхивания в сепаратирующую воронку (в этот момент ион аммония может быть восстановлен путем добавления нерастворимого контрейона), или на любой фазе можно выполнить реакции как часть химический синтез.

Извлечение растворителя температуры

[ редактировать ]

Экстракция растворителя температуры является экспериментальной техникой опреснения питьевой воды. Он использовался для удаления до 98,5% содержания соли в воде и способен обрабатывать гиперсолиновые рассолы, которые не могут быть опреснения с использованием обратного осмоса. [ 21 ]

Кинетика извлечения

[ редактировать ]

Важно исследовать скорость, с которой растворенное вещество передается между двумя фазами, в некоторых случаях путем изменения времени контакта можно изменить селективность экстракции. Например, извлечение палладия или никеля может быть очень медленной, поскольку скорость обмена лигандами в этих металлических центрах намного ниже, чем скорости для железных или серебряных комплексов.

Водные комплексные агенты

[ редактировать ]

Если в водной фазе присутствует комплексный агент, он может снизить коэффициент распределения. Например, в случае йода распределяется между водой и инертным органическим растворителем, таким как тетрахлорид углерода , тогда присутствие йодида в водной фазе может изменить химию экстракции: вместо быть постоянным, это становится

= k [i 2 (Organic)]/[i 2 (aq)] [i (aq)]

Это потому, что йод реагирует с йодидом, образуя I 3 Полем I 3 Анион является примером многоалитного аниона , который довольно распространен.

Промышленный процесс дизайн

[ редактировать ]

В типичном сценарии промышленный процесс будет использовать стадию извлечения, на которой растворенные вещества переносятся из водной фазы в органическую фазу; За этим часто следует стадия очистки, на которой нежелательные растворенные вещества удаляются из органической фазы, а затем этап снятия, на которой разыскиваемые растворители удаляются из органической фазы. Органическая фаза может быть обработана, чтобы снова подготовиться к использованию. [ 22 ] [ 23 ]

После использования органическая фаза может быть подвергнута стадии чистки для удаления любых продуктов разложения; Например, у растений Purex используемая органическая фаза промывается раствором карбоната натрия для удаления любого дибутилововорода -фосфата или бутило -дигидрофосфата, который может присутствовать.

Жидкие жидкие расчеты равновесия

[ редактировать ]

Чтобы рассчитать фазовое равновесие, необходимо использовать термодинамическую модель, такую ​​как NRTL, Uniquac и т. Д. Соответствующие параметры этих моделей могут быть получены из литературы (например, серии данных химии Dechema, банк данных Dortmund и т. Д.) с помощью процесса корреляции экспериментальных данных. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]

Оборудование

[ редактировать ]
Duration: 28 seconds.
Фазовое разделение во время лабораторной масштабной экстракции жидкости. Верхний органический эфирный раствор MTBE экстрагируется нижним щелочным водным раствором бикарбоната натрия для удаления бензойной кислоты в качестве бензоата- аниона, оставляя некидный органический бензил (желтый цвет) в органической фазе.

В то время как экстракция растворителя часто выполняется в небольших масштабах синтетическими лабораторными химиками с использованием сепаративной воронки , аппарата Craig или мембранных методов, [ 28 ] Обычно это делается в промышленном масштабе с использованием машин, которые приводят две жидкие фазы в контакт друг с другом. Такие машины включают центробежные контакторы , извлечение тонкого слоя , распылительные колонны , импульсные колонны и смесители .

Извлечение металлов

[ редактировать ]

Методы извлечения для ряда металлов включают в себя: [ 29 ] [ 30 ]

Экстракция кобальта из соляной кислоты с использованием 336 (трикоктил/дециль -амин) в мета -ксилоле аламийна . [ 31 ] Кобальт может быть извлечен также с использованием Ionquest 290 или Cyanex 272 { BIS -(2,4,4 -триметилпентил) фосфиновой кислоты} .

Медь может быть извлечена с использованием оксима гидрокси в качестве экстрагентов, в недавней статье описывается экстрагент, который имеет хорошую селективность для меди над кобальтом и никелем . [ 32 ]

Недим редкоземельного элемента экстрагируется Di (2-этилгексилом) фосфорной кислотой в гексан с помощью ионного обмена механизмом. [ 33 ]

Никель может быть извлечен с использованием Di (2-этилгексил) фосфорной кислоты и трибутилафосфата в углеводородном разбавитере (Shellsol). [ 34 ]

Палладий и платина

[ редактировать ]

Диалкилсульфиды, трибутилофосфат и алкилмины использовались для экстракции палладия и платины. [ 35 ] [ 36 ]

Полоний продуцируется в реакторах из натуральных 209 BI , засыпанный нейтронами , создавая 210 Би, который затем распадается до 210 По через бета-минус. Окончательная очистка выполняется пирохимически с последующей экстракцией жидкости по сравнению с гидроксидом натрия при 500 градусах C. [ 37 ]

Цинк и кадмий

[ редактировать ]

Цинк и кадмий оба извлекаются процессом ионного обмена, n, N, N ', N' -Tetrakis (2 -пиридилметил) этилендиамин (TPEN) действует в качестве маскирующего агента для цинка и экстрактанта для кадмия. [ 38 ] В модифицированном процессе Zincex цинк отделяется от большинства двухвалентных ионов путем экстракции растворителя. D2EHPA (DI (2) этил гексильная фосфорная кислота) используется для этого. Ион цинка заменяет протон от двух молекул D2EHPA. Чтобы лишить цинк от D2EHPA, серная кислота используется при концентрации выше 170 г/л (обычно 240-265 г/л).

Экстракция лития более популярна из-за высокого спроса на литий-ионные батареи . TBP (трибутилфосфат) и FECL 3 в основном используется для извлечения лития из рассола (с высоким соотношением Li/Mg). [ 39 ] Альтернативно, Cyanex 272 также использовался для извлечения лития. Механизм экстракции лития был обнаружен не так, как другие металлы, такие как кобальт, из -за слабой координирующей связи между ионами лития и экстрагентами. [ 40 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  1. ^ Touma, JG; Coblyn, M.; Freiberg, LJ; Kowall, C.; Zoebelein, A.; Йованович, GN (2024). «Интенсификация экстракции растворителя в аддитивно изготовленном микрофлюидном сепараторе». ХИМИЧЕСКИЙ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЖУРНАЛ . 484 : 149285. DOI : 10.1016/j.cej.2024.149285 .
  2. ^ Jump up to: а беременный «7.7: экстракции жидкости жидкости» . Химия Либретлекты . 2019-07-05 . Получено 2024-09-16 .
  3. ^ "4.5: Теория извлечения" . Химия Либретлекты . 2017-10-21 . Получено 2024-09-16 .
  4. ^ «18,6: свободная энергия Гиббса» . Химия Либретлекты . 2016-09-09 . Получено 2024-09-16 .
  5. ^ Pnjjrose. «Примечания к извлечению растворителей» .
  6. ^ «Основные технологии и инструменты в области химического машиностроения - С. Уэсли - документы» .
  7. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2015-09-29 . Получено 2015-09-28 . {{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  8. ^ Mansour, Fotouh R.; Хайри, Мостафа А. (2017-08-09). «Фармацевтическое и биомедицинское применение дисперсионной жидко -жидкой микроэкстракции» . Журнал хроматографии б . 1061–1062: 382–391. doi : 10.1016/j.jchromb.2017.07.055 . PMID   28802218 .
  9. ^ Уилсон, Ян Д. (2000). «Извлечение | Аналитические извлечения» . Энциклопедия науки о разделении . Академическая пресса . С. 1371–1382. doi : 10.1016/b0-12-226770-2/02271-7 . ISBN  978-0-12-226770-3 .
  10. ^ Jump up to: а беременный Резаи, Мохаммед; Асади, Ягхуб; Милиани Хоссейн, Мохаммад-Резу; Агаи, Элхэм; Ахмади, лошадь; Бериджани, это (2006). «Определение органических соединений в воде с использованием дисперсионной жидко -жидко -жидкой микроэкстракции» Журнал хроматографии а 1116 (1–2): 1–9 Doi : 10.1016/ j.chroma.2006.03.0 ISSN   0021-9  16574135PMID
  11. ^ Shacter, Эмили (1984). «Органическое извлечение PI с помощью изобутанола/толуола». Аналитическая биохимия . 138 (2): 416–420. doi : 10.1016/0003-2697 (84) 90831-5 . ISSN   0003-2697 . PMID   6742419 .
  12. ^ Senese F (20 сентября 2005 г.). "Как кофе без кофеина?" Полем Общая химия онлайн . Получено 3 августа 2009 года .
  13. ^ Binnemans, Koen (2007). «Лантаниды и актиниды в ионных жидкостях» . Химические обзоры . 107 (6): 2592–2614. doi : 10.1021/cr050979c . ISSN   0009-2665 . PMID   17518503 .
  14. ^ Жидко -жидкое извлечение оборудования , Джек Д. Лоу и Терри А. Тодд, Национальная лаборатория Айдахо.
  15. ^ Джеймс А. Кент, изд. (2003). Руководство Ригеля по промышленной химии (10 -е изд.). Спрингер. doi : 10.1007/0-387-23816-6 . ISBN  978-0-306-47411-8 .
  16. ^ Scholz, F.; S. Komorsky Lovric; М. Лаврик (февраль 2000 г.). «Новый доступ к энергиям Гиббса передачи ионов через жидкие интерфейсы и новый метод изучения электрохимических процессов в четко определенных трехфазных соединениях». Электрохимические коммуникации . 2 (2): 112–118. doi : 10.1016/s1388-2481 (99) 00156-3 .
  17. ^ Де Намор, Анжела Ф. Данил; Хилл, Тони; Сигстад, Элизабет (1983). «Свободная энергия переноса электролитов 1: 1 от воды в нитробензол. Разделение ионов в системе воды + нитробензола» . Журнал химического общества, Фарадея Транзакции 1: Физическая химия в конденсированных фазах . 79 (11): 2713. DOI : 10.1039/F19837902713 . ISSN   0300-9599 .
  18. ^ Замани, Даруш. «Операция извлечения» .
  19. ^ Пекер, Хуля; Шринивасан, депутат; Смит, JM; Маккой, Бен Дж. (1992). «Скорость извлечения кофеина из кофейных зерен с суперкритическим углекислым газом». AISHE Journal . 38 (5): 761–770. doi : 10.1002/aic.690380513 . ISSN   0001-1541 .
  20. ^ Эмден, Лоренцо (6 июля 2012 г.). «Обеспечение 101: Четыре способа кофе без кофеината» . Кофе конфиденциально . Получено 29 октября 2014 года .
  21. ^ Evarts, Холли (6 мая 2019 г.). «Радикальный подход опреснения может нарушить водную промышленность» . Колумбия Инжиниринг . Получено 24 января 2021 года .
  22. ^ Рейес-Лабарта, JA; Олайя, мм; Gómez, A.; Марцилла, А. (1999). «Новый метод для четвертичных систем жидкость-жидкости для извлечения лотка для конструкции лотка». Исследования промышленной и инженерной химии . 38 (8): 3083–3095. doi : 10.1021/ie9900723 .
  23. ^ Рейес-Лабарта, JA; Grossmann, IE (2001). «Дизъюнктивные модели программирования для оптимальной конструкции многоступенчатых экстракторов и последовательностей разделения жидкости жидкости». AISHE Journal . 47 (10): 2243–2252. doi : 10.1002/aic.690471011 .
  24. ^ Рейес-Лабарта, JA; Олайя, мм; Velasco, R.; Serrano, MD; Марцилла, А. (2009). «Корреляция данных равновесия с жидкостью жидкости для конкретных тройных систем с одной или двумя частично смешиваемыми бинарными подсистемами». Жидкая фазовая равновесия . 278 (1–2): 9–14. doi : 10.1016/j.fluid.2008.12.002 .
  25. ^ Marcilla, A.; Рейес-Лабарта, JA; Serrano, MD; Olaya, MM (2011). «Модели GE и алгоритмы для регрессии данных с конденсированной фазовой равновесия в тройных системах: ограничения и предложения» . Открытый журнал термодинамики . 5 : 48–62. doi : 10.2174/1874396x01105010048 . HDL : 10045/19865 .
  26. ^ Марцилла, Антонио; Рейес-Лабарта, Хуан А.; Olaya, M.Mar (2017). «Должны ли мы доверять всем опубликованным параметрам корреляции LLE в фазовых равновесиях? Необходимость их оценки до публикации». Жидкая фазовая равновесия . 433 : 243–252. doi : 10.1016/j.fluid.2016.11.009 . HDL : 10045/66521 .
  27. ^ Лабарта, Хуан А.; Олайя, Мария дель Мар; Марцилла, Антонио (2015-11-27). «Графический пользовательский интерфейс (GUI) для анализа энергетических поверхностей Gibbs, включая LL-линии и матрицу Hessian» . Университет Аликанте . HDL : 10045/51725 .
  28. ^ Адамо, Андреа; Хайдер, Патрик Л.; Weeranoppanant, nopphon; Дженсен, Клавс Ф. (2013). «Мембрановая жидко-жидко-жидкое сепаратор со встроенным контролем давления» (PDF) . Исследования промышленной и инженерной химии . 52 (31): 10802–10808. doi : 10.1021/ie401180t . HDL : 1721.1/92770 . ISSN   0888-5885 .
  29. ^ Маккензи, Мердок. «Извлечение растворителя некоторых крупных металлов» (PDF) . Cognis Gmbh. Архивировано из оригинала (PDF) 2010-01-04 . Получено 2008-11-18 .
  30. ^ Патель, Мадхав; Карамалидис, Афанасиос К. (май 2021). «Германия: обзор его спроса, использования, ресурсов, химии и разделения» . Технология разделения и очистки . 275 : 118981. DOI : 10.1016/j.seppur.2021.118981 . ISSN   1383-5866 .
  31. ^ Filiz, M.; Sayar, Na; Сайар, А.А. (2006). «Извлечение кобальта (II) из водных растворов соляной кислоты в аламийновые 336-М-ксиловые смеси». Гидрометаллургия . 81 (3–4): 167–173. Bibcode : 2006Hydme..81..167f . doi : 10.1016/j.hydromet.2005.12.007 . ISSN   0304-386X .
  32. ^ Баба, Йошинари; Ивакума, Минако; Нагами, Хидето (2002). «Механизм экстракции для меди (II) с 2-гидрокси-4-N-октилоксибензофеноном оксима». Исследования промышленной и инженерной химии . 41 (23): 5835–5841. doi : 10.1021/IE0106736 . ISSN   0888-5885 .
  33. ^ Санчес, JM; Hidalgo, M.; Сальвадо, В.; Валенте, М. (1999). «Экстракция неодима (III) на уровне трассировки с DI (2-этилгексилом) фосфорной кислотой в гексане». Извлечение растворителя и обмен ионов . 17 (3): 455–474. doi : 10.1080/07366299908934623 . ISSN   0736-6299 .
  34. ^ Ли В. Джон. «Потенциальный процесс восстановления никеля / кобальта» . Биометаллургическая Pty Ltd. Архивирована из оригинала 2008-09-26 . Получено 2006-03-31 .
  35. ^ «Драгоценные металлы переработка путем извлечения растворителя» . HALAKAX ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ХИМИИ И ПРОЦЕССА . Получено 2008-11-18 .
  36. ^ Giridhar, P.; Венкатесан, Ка; Шринивасан, Т.Г.; Васудева Рао, PR (2006). «Извлечение делящего палладия аликватом 336 и электрохимические исследования прямого восстановления от ионной жидкой фазы». Гидрометаллургия . 81 (1): 30–39. Bibcode : 2006Hydme..81 ... 30G . doi : 10.1016/j.hydromet.2005.10.001 . ISSN   0304-386X .
  37. ^ Шульц, Уоллес В.; Schiefelbein, Gary F.; Брунс, Лестер Э. (1969). «Пирохимическая экстракция полония из облученного металла висмута». Ind. Eng. Химический Процесс дс. Девчонка 8 (4): 508–515. doi : 10.1021/i260032a013 .
  38. ^ К. Такешита; К. Ватанабе; Ю. Накано; М. Ватанабе (2003). «Разделение экстракции растворителя CD (II) и Zn (II) с помощью органофосфорового экстракта D2EHPA и водного азоно-донорного лиганда Tpen». Гидрометаллургия . 70 (1–3): 63–71. Bibcode : 2003Hydme..70 ... 63t . doi : 10.1016/s0304-386x (03) 00046-x .
  39. ^ Вессельборг, Тобиас; Виролайнен, Сами; Саинио, Туомо (2021-06-01). «Восстановление лития из решений для выщелачивания отходов аккумулятора с использованием прямой экстракции растворителя с помощью TBP и FECL3» . Гидрометаллургия . 202 : 105593. BIBCODE : 2021HYDME.20205593W . doi : 10.1016/j.hydromet.2021.105593 . ISSN   0304-386X . S2CID   233662976 .
  40. ^ Лу, Джуннан; Стивенс, Джефф В.; Мамфорд, Кэтрин А. (2021-12-01). «Разработка гетерогенной модели равновесия для экстракции растворителя лития с использованием оркнофосфиновой кислоты» . Технология разделения и очистки . 276 : 119307. DOI : 10.1016/j.seppur.2021.119307 . ISSN   1383-5866 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 00fdee1ef816edef39eb88d3f1b34758__1726513620
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/00/58/00fdee1ef816edef39eb88d3f1b34758.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Liquid–liquid extraction - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)