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。
萃取的机理既有物理的溶解作用,又有化学的配合作用,是一个复杂的物理溶解过程 。一般而言,萃取那些简单的不带电荷的共价分子时为物理溶解过程。但在大多数情况下,被萃取物与有机相中一种或多种组分发生化学变化,生成新的化学物种后被萃入有机相,这便属于化学过程。按照萃取机理的不同,可分为五种类型:
(1)简单分子萃取:被萃组分在两相中均以中性分子存在,与溶剂不产生化学反应,只是以简单分子形式在两相进行物理分配。
(2)中性配合萃取:被萃取组分与萃取剂都是中性分子,他们结合生成中性配合物进入有机相,可以把生成的中性配合物看成溶剂化物,故这种类型的萃取又可称为溶剂化萃取。
(3)酸性配合萃取:水相中的金属离子以阳离子或能离解为阳离子的配合离子状态存在,与酸性萃取剂形成不含亲水基团的中性配合物进入有机相。
(4)离子缔合萃取:水相中的金属离子以配阴离子(或阳离子)与含氧或含氮的萃取剂以离子缔合的方式形成萃合物进入有机相。
(5)协同萃取:在萃取时,使用两种以上的萃取剂相混合,萃取水相中的被萃物生成油溶性更大的协萃物进入到有机相。
萃取是指从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。萃取一般分固液萃取和液液萃取两种方式,固液萃取也叫浸取,是用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类,用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量都属于固液萃取。液液萃取又称溶剂萃取,也叫抽提,是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数不同,使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。