溶解度曲线可通过下述实验方法得到：在一定温度下， 将组分B与组分S以适当比例相混合，使其总组成位于 两相区，设为M，则达平衡后必然得到两个互不相溶 的液液中层加，入其适相量点的为溶R质0、A并E0充。分在混恒合温，下使，之向达此到二新元的混平合衡， 静置分层后得到一对共轭相，其相点为R1、E1，然后 继续加入溶质A，重复上述操作，即可以得到n1对共 轭合相液的恰相好点由R两i、相E变i (为i=一0,1相,2时,…，…其n)组，成当点加用入KA表的示量，使K混点 称为混溶点或分层点。联结各共轭相的相点及K点的曲 线即为实验温度下该三元物系的溶解度曲线 萃取过程分析

　　以多级混合澄清槽为萃取设备的连续萃取过程。特点是 每一个萃取级构成一个平衡级， 易实现过程分解、组 合与控制。

　　以各种塔为萃取设备的连续萃取过程。特点是设备紧凑， 操作简单，结构形式选择多；但易出现轴向返混，影响 萃取效率。

　　与相对挥发度一样，分离系数值越远离1，两种物质越容易分 离；反之则不容易。

　　4.2 液液相平衡 1. 三角形坐标图及杠杆规则 （1）三角形坐标图 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐 标图和非等腰直角三角形坐标图，如图所示，其中以等腰直角三 角形坐标图最为常用。三角形ABS的三个顶点分别标还是“纯” 的溶质A、原溶剂B和溶剂S组分。三角形的各边上的点表示某个 二元组分，三角形内部的任何一点都代表一个三元混合物。

　　逐级计算法是逐级萃取过程的基本计算方法，特别是各萃取 级分配系数不同时，采用逐级计算法计算萃取过程所需理论 级数和各级浓度分布是最常用和最稳妥的方法。

　　在实际萃取过程中，经常会出现各级分配系数发生变化的情 况，如用酸性萃取剂萃取电解质溶液中的金属离子时，随着 金属离子量的增加，被萃相中的H浓度会随之增大，导致被 萃相的酸度逐级增大，因而影响到被萃离子在两相中的分配 比。

　　设溶质A可完全溶于B及S，但B与 S为部分溶，其平衡相图如图所示。 此图是在一定温度下绘制的，图中 曲线称为溶 解度曲线，该曲线将三角形相图分 为两个区域：曲线以内的区域为两 相区，以外的区域为均相区。位于 两相区内的混合物分成两个互相平 衡的液相，称为共轭相，联结两共 轭液相相点的直线称为联结线，如 图中的RiEi线,……n)。显然 萃取操作只能在两相区内进行。

　　率的变化，甚至可导致物系类型的转变。如图所示，当温度为T1 时为第Ⅱ类物系，而当温度升至T2时则变为第Ⅰ类物系。

　　分离系数又称为分离因子，表示被萃相中两种物质可被 某种萃取剂所分离的难易程度，它等于这两种物质在相同萃 取条件下的分配比之比。

　　一定温度下，测定体系的溶解度曲线时，实验测出的联结线的条数 （即共轭相的对数）总是有限的，此时为了得到任何已知平衡液相的共 轭相的数据，常借助辅助曲线

　　辅助曲线的作法如图所示，通过已知点R1、R2、… 分别作BS 边的平行线，再通过相应联结线分别作AB 边的平行线，各线分别相交于点F、G、… ，联接这些交点所 得的平滑曲线即为辅助曲线。利用辅助曲线可求任何已知平衡 液相的共轭相。如图所示，设R为已知平衡液相，自点R作BS 边的平行线交辅助曲线于点J，自点J作AB边的平行线，交溶 解度曲线于点E，则点E即为R的共轭相点。

　　4.1 液液萃取过程 4.2 液液相平衡 4.3 萃取过程计算 4.4 萃取设备 4.5 萃取过程的新进展

　　利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从 一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫 溶剂萃取，简称萃取。

　　待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分 离剂的相称为萃取相。萃取相中起萃取作用的组分称为萃取 剂，起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶剂。

　　(2)萃取剂选择要点 ①选择性好 表现为分离系数大。 ②萃取容量大 表现为单位体积或单位质量溶解萃合物多。 ③化学稳定性强 耐酸碱、抗氧化还原、耐热、无腐蚀。 ④易与原料液相分层 不乳化、不产生第三相。 ⑤易于反萃或分离 便于萃取剂的重复利用。 ⑥安全性好 无毒或低毒、不易燃、难挥发、环保。 ⑦经济性好 成本低、损耗小。

　　(2)测定相平衡数据 分配系数和分离系数。 (3)确定工艺和操作条件 相比、萃取剂和稀释剂用量、

　　被萃物浓度、萃取温度等。 (4)萃取流程的建立 完整的萃取和反萃流程。 (5)设备的确定 设备形式和结构。

　　(1) 萃取剂应具备的特点 ①萃取剂中至少要有一个能与被萃物形成萃合物的官能 团。常见的萃取官能团通常是一些包含N、O、P、S的 基团。 ②萃取剂中还应包含具有较强亲油能力结构或基团，如 长链烃、芳烃等，以利于萃取剂在稀释剂中的溶解，并 防止被萃相对它的溶解夹带损失。

　　其中，R代表LIX64。 在萃取过程中，当一个铜离子进入有机相，水相就会产生一 个硫酸，因此，随着萃取过程的进行，水相的酸度会逐渐 增大。 ②通过实验测定该萃取体系中，在不同硫酸浓度下Cu2在水 相和有机相中的平衡曲线

　　通常物系的温度升高，溶质在溶剂中的溶解度增大，反之减小。因 此，温度明显地影响溶解度曲线的形状、联结线的斜率和两相区面积， 从而也影响分配曲线的形状。如图所示为温度对第I类物系溶解度曲线 和联结线的影响。显然，温度升高，分层区面积减小，不利于萃取分离 的进行。

　　过程。 (3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。 (4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。 (5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间

　　(1)确定萃取体系 包括被萃相体系和萃取相体系的构成， 如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。

　　具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以 及自动控制等特点，因此得到了广泛的应用。

　　1. 炼油和石化工业中石油馏分的分离和精制，如烷烃和 芳烃的分离，润滑油的精制等；

　　2. 湿法冶金：铀等放射性元素、稀土、铜等有色金属、 金等贵金属的分离和提取；

　　⑥逐级平衡计算 根据萃取过程，第一级的有机相浓度应与水相浓度形成平衡， 因此，由x1和H1，从平衡图上查得y1=1.11kg/m3。 对第一级做物料衡算：

　　其中，c A(o)为被萃物A在萃取相（有机相）中的浓度；c A(a)为被萃物A

　　分配比D的值越大，被萃物越容易进入萃取相。D通常不是常数， 要受萃取体系和萃取条件的影响，应根据实验来测定；D=0，表示待萃 取物完全不被萃取，D=∞，表示完全被萃取。

　　3. 磷和硼等无机资源的提取和净化； 4. 医药工业中的多种抗生素和生物碱的分离提取； 5. 食品工业中有机酸的分离和净化； 6. 环保处理中有害物质的脱除等。

　　(1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触； (2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质

　　如图所示，将质量为r kg、组成为 xA、xB 、xS的混合物系R与质量

　　为ekg、组成为 y A、yB 、yS，的混合物系E相混合，得到一个质量为

　　m kg、组成为z A、z B、z S的新混合物系M，其在三角形坐标图中 分别以点R、E和M表示。M点称为R点与E点的和点，R点与E点 称为差点。

　　①中性萃取剂 包括含磷类、含氧类和含硫类重型萃取剂， 如磷酸三丁酯(TBP)、甲基异丁基酮(MIBK)、二辛基亚 砜(DOSO)等。

　　②有机酸萃取剂 包括有机磷酸、有机磺酸、羧酸等。 ③胺类萃取剂 各种有机胺和胺盐。 ④螯合萃取剂 各种有机螯合物、冠醚等。

　　习惯上，将①、②两种情况的物系称为第Ⅰ类物系，而将③ 情况的物系称为第Ⅱ类物系。工业上常见的第Ⅰ类物系有丙 酮(A)–水(B)–甲基异丁基酮(S)、醋酸(A)–水(B)–苯(S)及丙酮 (A)–氯仿(B)–水(S)等；第Ⅱ类物系有甲基环己烷(A)–正庚烷 (B)–苯胺(S)、苯乙烯(A)–乙苯(B)–二甘醇(S)等。在萃取操作 中，第Ⅰ类物系较为常见，以下主要讨论这类物系的相平衡 关系。