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会计学2.溶剂萃取原理(yuánlǐ)3.溶剂萃取优点(yōudiǎn)按萃取剂的性能,大致可分为:①中性(zhōngxìng)萃取剂,如醇、酮、醚、酯、醛及烃类。它们能够直接溶解被萃组分(如四氯化碳用以萃取碘);或先与被萃组分生成溶剂络合物(如用磷酸三丁酯萃取硝酸铀酰)。②酸性萃取剂,如羧酸、酸性磷酸酯等。萃取时萃取剂将自身的氢离子换取料液中的金属阳离子。有时先将萃取剂中的氢离子换成适当的金属离子,可避免萃余液酸度增高而影响萃取平衡关系。③螯合萃取剂,也是酸性的萃取剂。有两个官能团参与反应(fǎnyìng),与被萃离子生成具有螯环的化合物,并释放出氢离子,这类萃取剂的选择性较好。④胺类萃取剂,主要用叔胺和季铵盐。前者与料液中的游离酸结合而实现萃取,如用三辛胺萃取铬酸;后者以自身的阴离子换取料液中的阴离子而萃取。对萃取剂的基本要求(yāoqiú)是:①选择性系数要大,容易得到纯度高的萃取产品;②萃取容量高,操作用量就少;③与原溶剂的互溶度要小(即分离效果好),萃取剂在萃余液中的损失较少;④粘度要小,以方便操作;⑤化学性质稳定,无毒性,挥发度低,不易燃烧;⑥价廉易得,或容易回收。4.基本概念分配比:被萃物在有机相中总浓度与水相总浓度的比值(bǐzhí)。D分配系数K用于描述溶质为单一形式存在的情况,如果有多种存在形式,则引入分配比D。K=C1/C2D=C1总/C2总萃取率:表示在萃取过程中金属被萃取到有机相中的总量占原液中金属总量的百分数,通常用η表示。分离系数(分离因数):被分离的两种物质在同一萃取体系,同样萃取条件下分配比的比值(bǐzhí)。表示两种金属分离的难易程度,通常用β表示。根据萃取(cuìqǔ)剂的性质和萃取(cuìqǔ)机理以及萃取(cuìqǔ)过程中生成萃合物的性质可以将萃取(cuìqǔ)体系分为:简单分子萃取(cuìqǔ)体系中性络合萃取(cuìqǔ)体系螯合萃取(cuìqǔ)体系离子缔合萃取(cuìqǔ)体系协同萃取(cuìqǔ)体系概念:中性萃取剂与中性金属盐之间形成中性配合物被萃取。萃取剂:如磷酸三丁酯(TBP),甲基膦酸二甲(èrjiǎ)庚酯(P350),三烷基氧膦(TRPO),三辛基氧膦(TOPO);二正辛基亚砜(DOSO),三辛基氧膦(TOPO).萃取能力:R3PO>(RO)R2PO>(RO)2RPO>(RO)3PO一、磷酸(línsuān)三丁酯(TBP)TBP化学性质稳定,能耐强酸(qiánɡsuān),强氧化剂及辐射。可在浓硝酸或高氯酸中萃取。萃取时受热核辐射发生分解,产生DBP,MBP,丁醇。(1)DBP和MBP比TBP络合能力更强。(2)DBP和MBP与高价(ɡāojià)金属络合时易形成难溶络合物,容易出现第三相。(3)由于第三相形成及钚铀反萃取率的降低,降低了燃料元素的回收率。应及时除去DBP和MBP,可用NaOH和Na2CO3溶液来洗涤TBP。TBP中的P→O基具有(jùyǒu)很强的给电子能力,能与许多金属离子形成络合物,而被萃取。2.萃取机理HNO3/TBP萃取体系中一些(yīxiē)离子的分配系数选择性高,仅Th,Au被完全萃取,除Au外其它(qítā)被萃取离子可用6~8mol/LHCl洗去。同理:PuO2(NO3)2·2TBPU4+,Th4+,Pu4+:M(NO3)4·2TBPPu3+,RE3+:M(NO3)3·3TBP被萃取。四价离子(lízǐ)的Z2/r比UO22+和PuO22+大,但要结合四个NO3-。U4+,Th4+的被萃能力比UO22+小,但Pu4+比PuO22+容易萃取。三价离子(lízǐ)的Z2/r比UO22+小,且要结合三个NO3-,被萃能力弱。3.TBP萃取铀钍钚的影响因素(1)TBP浓度提高浓度增加分配比,但降低浓度会降低杂质的萃取,根据实际情况定。如:在后处理中,采用30%TBP减少(jiǎnshǎo)235U,239Pu的损失;在前处理铀钍分离时采用5-10%TBP。(2)金属离子浓度影响金属离子浓度增加,分配比先增加后减小。因为(yīnwèi)[UO22+]很高时产生饱和效应,自由TBP的浓度下降。但同时杂质元素分配比下降更快。(3)硝酸浓度的影响随着硝酸浓度增加,分配比应该增加,但实际上硝酸浓度太高,分配比反而下降。因为(yīnwèi)HNO3会和TBP络合,与UO22+,Pu4+发生竞争作用。(4)盐析剂的影响易溶于水,一般不参加络合反应的无机盐类。盐析剂的存在可以大大提高萃取效率,尤其是对离子缔合体系。作用:由于盐析剂的水合作用,使部分水变为它们(tāmen)的水合水。降低了自由水的浓度,提高了被萃取金属的活度,故萃取效果改善。同离子效应的存在有利于萃