Тошкент кимё –технология институти силикат материаллари ва нодир, камёб металлар технологияси кафедраси

Лекция 6. Метод экстракционной очистки.


Метод экстракционной очистки основан на различной растворимости примесей в двухфазной системе, состоящей из несмешивающихся водной и жидкой органической фаз. Примеси распределяются между фазами, послед-ние отделяются друг от друга. Органическая фаза может быть возвращена в процесс путем реэкстракции или другим методом (высаливанием, выпари-ванием, кристаллизацией, дистилляцией). Выделенная примесь является концентратом, который может быть использован.
Основной величиной, характеризующей протекание экстракции, являет-ся коэффициент распределение D – отношение концентрации вещества в ор-ганической фазе (С_орг) к его концентрации в водной фазе (С_вод) в равновес-ных условиях D = С_орг/ С_вод
Экстракционную очистку целесообразно применять, если величина D ≥ 0,3 – 0,5.
Если водную фазу подвергать нескольким экстракциям, очистка раство-ра улучшится. Примером такого процесса очистки является экстракция ме-таллов смесью жирных кислот.
Соли жирных кислот (мыла) не смешиваются с водой и образуют органическую фазу:
при экстракции МSO₄ + 2RCOOH → M(RCOO)₂ + H₂SO₄
при реэкстракции M(RCOO)₂ + H₂SO₄ → 2RCOOH + МSO₄
О возможности применения экстракционной очистки жирными кислота-ми судят в первом приближении по ряду, в котором каждый, правее стоящ-ий ион, вводимый в виде мыла, вытесняет в органическую фазу левее стоя-щие ионы: Sn⁴⁺ , Bi³⁺, Fe²⁺, Pb²⁺ , Al³⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Mn²⁺, Na⁺.
Экстракция жирными кислотами (а также алкилфосфорными кислотами) относится к катионообменной экстракции, т. е. экстрагируемый катион ме-талла обменивается на катион экстрагента. Применяется также анионооб-менная экстракция (экстрагенты –различные амины, обмен протекает между металсодержащим анионом и анионом соли амина) и экстракции нейтраль-ными экстрагентами (спирты, эфиры, кетоны, и др.)
Применяемый экстрагент должен обладать следующими качествами: селективностью, легкой разделяемостью с основным растворителем, прос-тотой регенерации, химической инертностью, малой растворимостью в воде и, что особенно важно, дешевизной и доступностью.
Ионообменный метод очистки основан на специфических свойствах не-которых веществ (синтетических смол, углей, гидросиликатов и др.) имею-щих хемосорбированный ион, который легко заменяется на другие катионы раствора (такие вещества называются катионитами) или другие анионы рас-твора (аниониты). Однако современные иониты не обладают достаточным избирательным действием по отношению к какой либо группе ионов и мож-но назвать только некоторые случаи, когда удастся подобрать или специаль-но изготовить избирательный ионит.
Электрохимический метод очистки (форэлектролиз ) применяется в гидроэлектрометаллургии сравнительно редко, только при получении высо-кочистых металлов.