金属萃取剂是湿法冶金的核心化学反应助剂,可广泛应用于铜、钴、镍、锂等各类金属的萃取提纯,全球产量大五种金属中只有铜主要生产路线是用湿法冶金萃取得到,因此铜萃取剂是使用量大、运用广泛的金属萃取剂,其余钴、镍、锂等金属则是新能源电池主要金属成分。
利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。例如,用四氯化碳从碘水中萃取碘,就是采用萃取的方法。
萃取分离物质的操作步骤是:把用来萃取(提取)溶质的溶剂加入到盛有溶液的分液漏斗后,立即充分振荡,使溶质充分转溶到加入的溶剂中,然后静置分液漏斗。待液体分层后,再进行分液.如要获得溶质,可把溶剂蒸馏除去,就能得到纯净的溶质。
利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大,则分离效率越高、如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质,一般多用亲脂性有机溶剂,如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取,如果有效成分是偏于亲水性的物质,在亲脂性溶剂中难溶解,就需要改用弱亲脂性的溶剂,例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时,多用乙酸乙脂和水的两相萃取。
一个萃取体系由有机相即有机溶液和水相即水溶液组成,在同一萃取体系中,两相互不相溶或基本不相溶。有机通常由萃取剂和稀释剂组成,水相通常是含有一种或多种被提取或分离的金属水溶液,被萃物从有机转移到水溶液的过程称为反萃取。萃取是在萃取设备中进行的,按水相料液是否含有固体悬浮物分为清液萃取和矿浆萃取;按两种以上萃取剂在萃取过程中的作用,分为协同萃取和反协同萃取。主要参数有相比、分配比、分离系数、萃取率。
作为一种分离技术,萃取的工艺流程是由萃取、洗涤、反萃取三个基本步骤构成一个完整的萃取循环过程。当有机相和水相充分接触时,水相中的某些金属便会选择性的转移到有机相,金属的这种转移过程称作萃取。萃取达到平衡经静置分层后,这时的水相称为萃余液,而含有某种或某些金属的有机相称为负载有机相。负载有机相经反萃取使某种被萃入有机相的金属转入水溶液。然后从这种反萃取液中回收其他金属,从而达到金属的分离或富集的目的。反萃后不含或少含金属的有机相称为再生有机相,返回萃取用。有时在反萃取之前要用洗涤剂从负载有机相中洗去某种金属或杂质。在萃取流程操作中实现:(1)使水相与有机相进行充分接触;(2)使有机相与水相分离;(3)负载有机相进行反萃取,再生有机相循环使用。
从自然界中获取金属单质的过程称为金属的提炼。金属的提炼有火法和湿法
两大类。火法冶炼又称干式冶金,是把矿石和必要的添加物一起在炉中加热至高
温熔化,发生化学反应,从而分离出粗金属,然后再将粗金属精炼的方法。湿法
冶练是用酸、碱、盐类的水溶液,以化学方法从矿石中提取所需金属组分,然后
用水溶液电解等各种方法制取金属的过程。