[科普中國]-選擇性萃取

選擇性萃取是指利用系統(tǒng)中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物選擇性得到所需的物質(zhì)的單元操作，屬于萃取的范疇，也是一個物理過程。選擇性萃取在有機反應后處理中運用普遍，通常是用來分離得到含有目標化合物的有機層，再經(jīng)過后續(xù)處理分離純化得到純品。

歷史1842年 E.-M.佩利若研究了用乙醚從硝酸溶液中選擇性萃取得到硝酸鈾酰。1903年L.埃迪蘭努用液態(tài)二氧化硫從煤油中選擇性萃取獲得芳烴，這是萃取的第一次工業(yè)應用。

20世紀40年代后期，生產(chǎn)核燃料的需要促進了萃取的研究開發(fā)。

現(xiàn)今萃取通用于石油煉制工業(yè)，并廣泛應用于化學、冶金、食品和原子能等工業(yè)。選擇性萃取已應用于石油餾分的分離和精制，鈾、釷、钚的提取和純化，有色金屬、稀有金屬、貴重金屬的提取和分離，抗菌素、有機酸、生物堿的提取，以及廢水處理等。

分類液-液選擇性萃取，用選定的溶劑分離液體混合物中某種成分，溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶，具有選擇性的溶解能力，而且必須有好的熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，并有小的毒性和腐蝕性。如用苯分離煤焦油中的酚；用有機溶劑分離石油餾分中的烯烴等。

固-液選擇性萃取，也叫浸取，用溶劑分離固體混合物中的成分，如用水浸取甜菜中的糖類；用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量；用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏叫“滲瀝”或“浸瀝”。

超臨界流體選擇性萃取，用超過臨界溫度和臨界壓力狀態(tài)下的氣體作為溶劑進行萃取，常用的超臨界萃取劑有二氧化碳、乙烯、正戊烷、甲苯、氨等。

原理利用物質(zhì)在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使目標物質(zhì)從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過反復多次萃取，將大部分所需的目標物質(zhì)提取出來。

溶劑選擇性萃取工藝過程一般由萃取、洗滌和反萃取組成。一般將有機相提取水相中溶質(zhì)的過程稱為萃?。╡xtraction），水相去除負載有機相中其他溶質(zhì)或者包含物的過程稱為洗滌（scrubbing），水相解析有機相中溶質(zhì)的過程稱為反萃?。╯tripping）。

分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對不同的溶劑有著不同的溶解度。同時，在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時，它能分別溶解于兩種溶劑中，實驗證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時，此化合物在兩液層中之比是一個定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。

選擇性系數(shù)用于表示萃取的效果，用β表示，為組分A與B的分配系數(shù)k之比。β越大，萃取的效果越好。溶劑的選擇性系數(shù)可以通過下式定量計算：

β=(yA/yB)/(xA/xB)=kA/kB

相關(guān)研究《用萃取劑LIX84I從電子廢棄物處理液中選擇性萃取銅》1：

電子廢棄物俗稱電子垃圾，包括廢舊電腦、通信設備、家用電器以及被淘汰的各種電子儀器儀表等。我國每年電腦新增銷量上千萬臺，未來5到10年的年增長率約為25%左右，當前舊電腦的淘汰量約為每年500萬臺以上。市場的不斷發(fā)展，加速了產(chǎn)品的更新?lián)Q代，1997年電腦主機平均壽命為4~6年，電腦顯示器位6~7年，到2005年這兩大部件的使用壽命減至不足兩年。環(huán)保液晶顯示器的出現(xiàn)將加劇傳統(tǒng)球面顯示器的淘汰量。一方面這些電子廢棄物如果不加處理，任意堆放、填埋或處理不當都將給周圍的環(huán)境帶來很大的威脅；另一方面由于其有價成分富集度高，具有可回收的潛在價值，因此電子廢棄物的無害化和資源化處理便成為了環(huán)境工程領(lǐng)域一項重要的內(nèi)容。印制線路板中含有大量的有價金屬，我們?nèi)魧τ≈凭€路板中的金屬加以回用，那將是對國家日益枯竭的金屬資源以有力的補充。筆者已經(jīng)做了大量的實驗，可以把電子廢棄物進行很好的溶解，再用萃取法把銅從溶液中萃取出來并與其它的金屬進行分離，最后用電積法就可以把其中的銅加以回收利用。而在這一系列的過程中，萃取技術(shù)是最核心的部分，它直接關(guān)系到最終生成的銅的質(zhì)量。因此，我們研究如何用萃取技術(shù)把銅從印制線路板的溶解液中萃取出來并與其它金屬進行有效的分離是很有必要的。

LIX84I具有對銅的選擇性好、萃取和反萃的速度及分相快、要求的反萃酸度低、價格便宜、供貨穩(wěn)定等優(yōu)點，常被用于從溶液中萃取銅。它含有酸性基團和配位基團，在萃取過程中，金屬陽離子與配位基團通過配位鍵結(jié)合，形成一種具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)、不溶于水的金屬螯合物，并釋放出氫離子。1234-2 對 56! 7具有特別好的選擇性。LIX84I的萃取反應式為：

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王強 - 副教授 - 西南大學