液液萃取过程
液液萃取,又称溶剂萃取,它是分离液体混合物的重要单元操作之一。待分离的液体混合物中加人一种与其不溶或部分互溶的液体萃取剂，形成料相-萃取相的两相系统，利用混合液中各组分在两相中的分配差异，使某些分较多地从料液相进入萃取相，从而实现混合液分离的操作称为液液萃取。

通常，萃取过程在常温下进行，萃取的结果是萃取剂提取了溶质成为萃取相，分离出溶质的混合液料液相成为萃余相。萃取相是混合物，需要用精馏或反萃取等方法进行分离，得到含溶质的产品和萃取剂，萃取剂供循环使用。萃余相通常含有少量萃取剂，也需应用适当的分离方法回收其中的萃取剂。

图1

图1是一种简单萃取过程示意图。将萃取剂加到混合液中，搅拌使其互相混合，因溶质在料液相-萃取相的两相间并不呈现平衡状态，溶质从料液相向萃取相中扩散，使溶质与料液相中的其他组分分离。萃取过程实质上是液液两相间的传质过程。

液液萃取技术的发展和应用

溶剂萃取方法在环境工程领域，特别是水处理工程方面，得到了广泛应用。废水成分复杂多变，包括各种有机物或汞、镉、铭等重金属化合物。溶剂萃取可以根据分离对象的不同和处理要求，选择适当的萃取剂和萃取工艺流程，具有很强的适应性和有效的分离效果。另外，溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，能耗比较低，易于实现连续化操作，是一种常用的废水处理方法。

值得提及的是，国民经济的持续发展和高新技术的创新驱动，也为萃取分离科学与技术的发展提供了良好的机遇，加速了新型萃取分离技术的萌生和发展。络合萃取分离技术、液膜分离技术、超临界流体萃取技术、双水相萃取技术、膜萃取技术、胶团和反胶团萃取技术及其他萃取新技术等就是这些新型萃取分离技术的代表。

在湿法冶金、核燃料的加工和后处理、化学工业、石油炼制、矿物资源的综合利用、医药工业、食品工业、生物化工、环境工程以及海洋资源利用等领域有广泛的应用。

液液萃取中的基本概念

液液萃取又称溶剂萃取。它是依据待分离溶质在两个基本上互不相溶的液相（料液相和萃取相）间分配的差异来实现传质分离的。换句话说，实现液液萃取过程，进行接触的两种液体必须是互不相溶的，或者存在足够范围的两相区域。待分离溶质从一个液相（料液相）转入另一液相（萃取相)，实现传质。

液液萃取中的基本概念包括：分配定律、分配常数、分配系数、萃取率、相比、萃取因子、萃取分离因数、物理萃取与化学萃取等。

分配定律
1891年 Nernst 提出了分配定律，用以阐明液液分配平衡关系。Nernst 分配定律的基本内容可以表述为：某一溶质溶解在两个互不相溶的液相中时，若该溶质在两相中的分子形态相同，在给定的温度下两相接触达到平衡后，那么在两相中的平衡浓度的比值为一常数，且不随溶质浓度的变化而改变。

萃取率
萃取率表示萃取过程中被萃取物质由料液相转人萃取相的量占被萃取物质在原始料液相中的总量的百分比，它代表萃取分离的程度。萃取率ρ（%）的计算公式为：

          萃取相中被萃取物质的量

ρ=  —————————————— X100%         

      原始料液相中被萃取物质的总量

从萃取机理分析，液液萃取过程可以分为简单分子萃取、中性络合萃取、酸性络合萃取、离子缔合萃取和协同萃取5个类型。

如果按照萃取过程中萃取剂和待分离物质之间是否发生化学反应来分类,萃取分离可以分为物理萃取和化学萃取两大类。简单分子萃取属于物理萃取，中性溶剂化络合萃取、酸性络合萃取、离子对缔合萃取和协同萃取等则属于化学萃取。

物理萃取
物理萃取是基本上不涉及化学反应的物质传递过程。它利用溶质在两种互不相溶的液相中不同的分配关系将其分离开来。

依据“相似相溶”规则，在不形成化合物的条件下，两种物质的分子大小与组成结构越相似，它们之间的相互溶解度就越大。

物理萃取过程比较适合于回收和处理疏水性较强的溶质体系，如含氮、含磷类有机农药、除草剂以及硝基苯等。

化学萃取
许多液液萃取体系，其过程伴有化学反应，即存在溶质与萃取剂之间的化学作用。这类伴有化学反应的传质过程，一般称作化学萃取。

液液萃取技术的研究内容及方法

具体地说，液液萃取技术的研究内容主要包括萃取剂种类和组成的筛选、萃取平衡特性研究、萃取动力学特性研究、萃取方式及萃取工艺流程和条件的建立、萃取设备的选型及设计、新型萃取分离技术的研究开发等。

液液萃取单元操作的研究发展过程中,形成了两种基本的研究方法，即实验研究方法和数学模型方法。

实验研究方法在液液萃取过程的研究开发中仍旧占据着重要的位置。通过小型实验确定各种因素的影响规律和适宜的工艺条件,然后应用研究结果指导生产实际,进行实际生产过程与设备的设计与改进。

数学模型方法是液液萃取研究的另一种方法。用数学模型方法研究萃取过程时，首先要分析过程的机理，在充分认识的基础上，对过程机理进行不失真的合理简化，得出反映过程机理的物理模型；然后用数学方法描述这一物理模型，得到数学模型，并用适当的数学方法求解数学模型，所得的结果一般包括反映过程特性的模型参数；最后通过实验，求出模型参数。数学模型方法用于过程和设备的设计计算。

目前，数学模型方法已逐步发展成为主要的研究方法。