ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способ экстракции из "Металлургия редких металлов Издание 2 " Понятие об экстракции. В последние годы в гидрометаллургии цветны.х и редких металлов получили широкое распространение экстракционные процессы. Они основаны на избирательном извлечении соединений тех или иных элементов из водного раствора в органический растворитель, не смешивающийся с водой. [c.165] Коэффициент распределения зависит от свойств растворителя, концентрации извлекаемого соединения в водном растворе, присутствия Б нем посторонних веществ, кислотности раствора, температуры, В органический растворитель обычно переходят из водной фазы недиссоциированные молекулы. Поэтому лучше экстрагируются слабые электролиты. Для подавления диссоциации солей в водный раствор вводят в большом избытке кислоту или соль с тем же анионом, что у экстрагируемой соли. [c.165] Если в растворе одновременно присутствуют соединения двух веществ, каждое из них будет распределяться между водной и органической фазой в соответствии с величинами коэффициентов распределения. [c.165] В качестве растворителей применяют различные органические соединения эфиры, кетоны, спирты, амины, углеводороды. [c.165] Для экстракции применяют преимущественно аппараты двух типов колонны и смесители-отстойники. [c.166] В колонных экстракторах водный раствор и органический растворитель движутся навстречу друг другу. Для увеличения поверхности контакта фаз колонну заполняют насадкой (например, в форме колец) или устанавливают в ней ряд дырчатых перегородок (тарельчатые колонны). [c.166] На рис. 63 показана схема экстракционной колонны с насадкой. Органическая фаза как более легкая обычно поступает в нижнюю часть колонны, а исходный водный раствор подают сверху. В верхней части колонны, где нет насадки, происходит разделение фаз и вывод органического экстракта. Водную фазу выводят снизу через сифонную трубку, служащую для поддержания постоянного уровня водной фазы в аппарате. [c.167] Противоточное перемещение жидкостей в насадочных или тарельчатых колоннах обеспечивается только за счет действия силы тяжести. Поэтому они применимы лишь при достаточном различии плотности водной и органической фаз. [c.167] Эффективность колонн с насадкой или дырчатыми тарелками сильно повышается, если потокам жидкостей в колонне сообщить пульсации, создаваемые поршневыми насосами или другими устройствами. [c.167] В пульсирующих колоннах с дырчатыми тарелками (рис. 64) (диаметр отверстий 2—3 мм) при импульсе, направленном вверх, органическая фаза проталкивается через отверстия и поднимается к расположенной выше тарелке. При импульсе обратного направления водная фаза перемещается через отверстия сверху вниз. Таким образом, пульсации обеспечивают противоток фаз вдоль колонны и их диспергирование. Пульсации в насадочных и тарельчатых колоннах увеличивают их производительность примерно в три раза. [c.167] Распространенными аппаратами для экстракции являются смесители-отстойники. Они состоят из камеры смешивания фаз с помощью мешалок или насоса-смесителя и камеры отстаивания (разделения) фаз. [c.167] На рис. 65 показана ячейка распространенного экстрактора типа смеситель-отстойник с насосом-смесителем. Ячейка состоит из смесительной и отстойной камер, разделенных перегородкой. Ячейки соединены друг с другом и образуют каскад смесителей-отстойников (рис. 66). В смесительной камере установлена вращающаяся на валу турбинка, служащая для быстрого перемешивания водной и органической фаз, перекачивания фаз между соседними ячейками, а также для регулирования уровней жидких фаз. [c.167] Смеситель разделен горизонтальной перегородкой на два отделения. Полый вал турбинки проходит через отверстие в горизонтальной перегородке. Турбинка через полый вал засасывает водный раствор (тяжелую фазу) из нижнего отделения в верхнее, выбрасывая жидкость через отверстия между лопатками, где она смешивается с органическим растворителем (легкой фазой), поступающим в верхнюю часть смесительной камеры. [c.167] Постоянство уровня между водной (тяжелой) фазой и смесью фаз в нижнем отделении поддерживается автоматически. [c.167] Это объясняется тем, что жидкость всасывается турбинкой с определенного уровня. Поэтому, когда производительность турбинки выше притока жидкости, происходит засос смеси фаз из верхней камеры в нижнюю до тех пор, пока не установится отрегулированный поток жидкостей. [c.168] Таким образом, поток тяжелой фазы в одном направлении каскада вызывается действием турбинки, а поток легкой фазы в противоположном направлении обусловлен постепенным снижением уровня в верхней части смесителя. [c.168] При непрерывной противоточной экстракции исходный водный раствор подается в среднюю часть системы экстракторов типа смеситель-отстойник, как показано на рис. 66. В этом случае система имеет экстракционную и промывочную секции. Органический растворитель, попадая в промывочную секцию, контактирует с промывным водным раствором, в который извлекаются примеси, перешедшие в растворитель в экстракционной секции. [c.168] Трибутилфосфат (ТБФ) благоприятно отличается от метили-зобутилкетона сравнительно высокой температурой кипения и воспламенения. Недостаток его — высокая плотность и вязкость. Поэтому ТБФ часто разбавляют легкими инертными разбавителями, напрпмер керосином или ксилолом [СбН4(СНз)2]. Трибутилфосфат относится к органическим растворителям, которые образуют с экстрагируемыми соединениями комплексы стехиометрического состава. Так, с плавиковой кислотой образуется комплекс ТБФ НР. [c.169] Вернуться к основной статье