萃取剂技术工艺及应用范围的企业商业计划书

第一节  萃取剂的简介

能与被萃取物形成溶于有机相的萃合物的化学试剂。在湿法冶金中，萃取剂的作用是与被萃取的金属通过配合化学反应生成萃合物萃入到有机相，又能通过某种化学反应使被萃取的金属从有机相反萃取到水相，由此而达到金属提纯与富集的目的。萃取剂是影响萃取工艺成败的最关键因素。（立项申请）

第二节 萃取剂的分类

萃取剂的种类繁多，没有统一的分类方法。鉴于它是一类有机化合物，因此，通常根据质子理论按有机化合物酸碱性的划分，分为中性萃取剂，酸性萃取剂和碱性萃取剂；此外，有一类萃取剂多数为质子酸，通常具有螯合剂的性质故归属为螯合萃取剂。

醇、醚、酮、酯、酰胺、硫醚、亚砜和冠醚等中性有机化合物属中性萃取剂。在这一类的酯中还包括羧酸酯（如乙酸乙酯）和磷（膦）酸脂（如磷酸三丁脂），它们在水中一般都呈中性。

羧酸、磺酸和有机磷（膦）酸等属酸性萃取剂，它们在水中呈现酸性，可电离出氢离子。

伯胺、仲胺、叔胺和季胺等属碱性萃取剂，这些有机胺在水中能加合氢离子，显示碱性，其碱性一般强于无机氨，而季胺则有强碱性质。

螯合萃取剂是一类在萃取剂分子中同时含有两个或两个以上配位原子（或官能团），可与中央离子形成螯环的有机化合物。如羟肟类化合物的分子中同时含有羟基（-OH）和肟基（=NOH）。再如8-羟基喹啉及其衍生物（Kelex100等）的分子中，同时含有酸性的酚羟基和碱性的氮原子。

第三节 萃取剂的 技术工艺

中性萃取剂可细分为中性含氧萃取剂、中性含磷萃取剂、中性含硫萃取剂及酰胺类萃取剂。

中性含氧萃取剂

中性含氧萃取剂主要是指醇(ROH)、醚 (ROR′)、酮 (RCOR′) 和酯 (RCOOR′)类化合物。萃取剂配位体氧原子的电子密度和分子的偶极矩是决定这类萃取剂萃取能力的主要因素。因此，它们的萃取能力随着其路易斯碱性的增强而增大。在醇、醚、酮、酯四类化合物中，只有醇分子中含有-OH。由于-OH的存在，使得醇分子间生成氢键而发生自身的缔合作用，具有比其他三类中性萃取剂都高的沸点。中性含氧萃取剂都含有氧原子，故它们可以与水分子发生氢键缔合作用，在水中有 一定的溶解度。醇、醚、酮和酯在浓的强酸中能生成~盐，这类~盐阳离子不仅可与无机酸根结合，也可以与金属配阴离子结合，使其能萃取许多物质。这类萃取剂能萃取金属的更主要原因是它们可与金属生成配合物进入有机相而被萃取。

中性含磷萃取剂

中性含磷萃取剂是指正磷酸分子中 三个羟基完全被酯化或被取代后的化合物。凡是烃基直接与磷原子相连者，即凡具有碳磷键 (C-P)的称为膦某，而凡不含碳磷键者，则称为磷某。在这类萃取剂上含有磷酰基(≡P=O)，它是起萃取作用的官能团。

中性含磷萃取剂与水分子缔合而生成缔合物，又因磷酰基氧原子也能提供孤对电子与质子结合生成~盐。中性含磷萃取剂形成的~离子能与金属配阴离子结合成为~盐而萃取进入有机相。这类萃取剂还可通过磷酰基的氧原子与金属配位，形成中性配合物而被萃取入有机相。因为磷酸酯的稳定性比膦酸脂差，当这类萃取剂长时间与无机酸接触时会发生水解反应。各类无机酸对中性含磷萃取剂水解反应影响的大小顺序是HI>HBr>HCl>HNO3>H2SO4;此外，随着温度及溶液中酸的浓度增高，这类萃取剂的水解速度变大。在中性含磷萃取剂中，随着分子中烷氧基的减少，烷基的增加，萃取能力增加的次序为： (RO)3PO <RPO(OR)2<R2P (O) OR<R3PO。烷基的空间效应对该类萃取剂的萃取能力也有影响，一般在烷基碳原子数目相同的萃取剂中，随着支链的增加，空间位阻增大，萃取能力明显下降。

中性含硫萃取剂

中性含硫萃取剂对一些贵金属有很强的萃取能力，而对它们的选择萃取性能也较好。根据皮尔逊(Pearson)的硬软酸碱原理，萃取剂中作为电子给予体的硫是软碱，而汞、铂、钯、金、银、铊、碲等作为电子接受体则是软酸，按硬软酸碱原则中硬亲硬，软亲软的规律，含硫类萃取剂可与贵金属形成稳定的配合物而被萃取入有机相。因此，中性含硫萃取剂为贵金属分离的特效萃取剂。 

酰胺类萃取剂

这类萃取剂最重要的是取代酰胺。酰胺分子中氨基—NH2上氢原子被烃基取代后的化合物称为取代酰胺。取代酰胺中的氨基不呈碱性，这是由于分子中氮原子孤电子对与羰基=C=O中的π电子形成一个p-π共轭体系;加之氧的负电性较大，从而使氮原子的电荷密度降低，而羰基氧原子的电荷密度升高，因此，这类有机化合物都是中性的化合物。

取代酰胺分子中的羰基氧原子对氢离子或金属离子具有较强的配位能力，因此，其配位能力比酮强，比中性含磷萃取剂弱。氧原子上电荷密度增加的顺序是RCOR<RCONR′2<(RO)3PO，萃取能力的顺序也是如此。在酰胺分子的氮原子上有两个氢，氢键缔合能力较强，故它的水溶性较好，熔点较高，但取代酰胺由于失去了氢键缔合能力，其水溶性较差，化学稳定性好，这也是一类较好的萃取剂。

第四节 萃取剂的应用范围

从应用角度出发，萃取剂应具备的条件是：(1)萃取容量要大，即单位浓度的萃取剂对被萃取物质有较大的萃取能力；(2)选择性要好，即对分离的有关物质有较大的分离系数；(3)化学稳定性好，即萃取剂不易水解，加热不易分解，能耐酸、碱、盐、氧化剂或还原剂的作用，对设备腐蚀性小，并具有较高的抗辐射能力；(4)水溶性要小而油溶性要大，即在水相中溶解度小，在稀释剂中溶解度要大，易与水相分层，不生成第三相，不发生乳化现象；(5)易于反萃取，即改变萃取条件时，能较易地使被萃取物质从有机相转入到水相；(6)操作安全，即萃取剂无毒性，无刺激性，不易燃 （闪点要高），难挥发 （沸点要高，蒸气压要小）；(7)容易制备，原料来源丰富，价格便宜，但完全具备这些条件的萃取剂是相当少的，在选择萃取剂时只能综合考虑，抓住主要问题，根据具体条件来决定。

已有几十种萃取剂获得了应用，但得到广泛应用的只有十余种。TBP广泛使用在萃取铀上，在萃取铀的阿梅克斯（Amex）流程中使用胺类萃取剂，达佩克斯（Dapex）流程则使用DEHPA。三烷基胺还广泛应用于萃取钨、钼、铼。烷基磷酸则广泛应用于萃取稀土，镍、钴、铟。P507能有效地用来萃取 、Co、 、Ga、In等。环烷酸是钇的特效萃取剂。酰胺类萃取剂如N503及A101在铌、钽分离，萃取铊，处理含酚废水上得到了实际应用。羟肟类萃取剂则广泛应用于铜的萃取。

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