1 第七章 液-液萃取
一、选择与填空
1．在三角形相图上，三角形的顶点代表（ 纯物质 ）物系、三条边上的点代表（ 二元混合物 ）物系、三角形内的点代表（ 三元混合物 ）物系。
P198
2．分配系数是指（一定温度下，当三元混合液的两个液相达到平衡时溶质在e相和r相的组成之比 ）。 P200
3．分配系数与下列因素有关（A 温度； B 物系种类； D 组成 ）。
A 温度； B 物系种类； C 压力； D 组成p201
4．分配系数越大，萃取分离的效果（ 好）。P201
5．通常，物系的温度越高，稀释剂（原溶液）与萃取剂（加进去的溶液 ）的互溶度（ 大 ），越不利于萃取操作。
6．选择性系数的定义式为（ka/kb ）。
7．溶质的分配系数越大，稀释剂的分配系数越小，则选择性系数（ 越大 ），越有利于组分的萃取分离。P203
8．选择萃取剂时，主要考虑的因素有（1萃取剂的选择性和选择性系数 2萃取剂s与稀释剂b的互溶度 3萃取剂回收的难易与经济性 4萃取剂的其他特性 ）。P203
9．萃取是利用原料液中各组分（ 在萃取剂中溶解度 ）的差异而实现分离的单元操作。
10．溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线内为（两相区 ）区，曲线外为（均相区 ）区，萃取操作只能在（两相区）进行。 P199
11．进行萃取操作时，应使选择性系数（ ）1。
A 等于； B 大于； C 小于。
12．进行萃取操作时，应使溶质的分配系数（ ）1。
A 等于； B 大于； C 小于。
13．萃取剂的加入量应使原料与萃取剂的和点M位于（ ）。 2 A 溶解度曲线上方区； B 溶解度曲线下方区； C 溶解度曲线上； D 任何位置均可。
14．根据两相接触方式的不同，萃取设备可分为（逐级接触式 ）式和（微分接触式 ）式两大类。填料萃取塔属于（微分接触式），筛板萃取塔属于（逐级接触式）。P231，232
收稿日期:2007-09-30作者简介:刘洪刚(1980-),男,吉林人,硕士研究生;通信作者:朱国才,E-mail:zhugc@tinghua1edu1cn1溶剂萃取法脱除锰矿浸出液中钙镁的研究
刘洪刚,朱国才
(清华大学核能与新能源技术研究院,北京 102201)
摘 要:研究了低品位氧化锰矿经还原焙烧、硫酸浸出得到的原料液中钙镁杂质的祛除工艺。研究
结果为:用30%的P507加70%的磺化煤油作为萃取剂;控制原料液初始pH值012左右;相比
1∶1;常温五级逆流萃取镁、钙的萃取率分别为72106%和48197%,锰的损失为6135%。既有效脱除了钙镁,又抑制锰的损失,同时还避免了通常所用的氟化物沉淀法腐蚀设备的缺点。
关键词:低品位锰矿;钙镁;逆流萃取
中图分类号:TF80412 文献标识码:A 文章编号:1002-4336(2008)01-0034-04
1 前 言
我国锰资源总量占世界的第4位,但93%的储
量为钢铁工业尚无法直接应用的低品位锰矿,随着
钢铁工业发展对锰矿资源需求量的剧增,锰矿需要
大量进口,2004年以来进口量在400万t以上。为
了充分利用我国的低品位锰资源,我国在着力发展
电解金属锰(以下简称为:电解锰)工业,2006年我
国电解锰产量达到100万t,目前主要采用碳酸锰矿
为原料直接硫酸溶解后生产电解锰,大多数碳酸锰
矿伴生有钙镁,一般含有钙镁3%～10%,在酸溶过
程中进入溶液。研究硫酸锰溶液的净化新工艺不但
可提高电解锰的电流效率,同时也有利于提高电解
锰的质量。
电解锰的生产工艺流程见图1。
图1 电解锰的生产工艺流程
从图1中还可以看出,电解后的阳极液(含杂
质)与硫酸一起被用来浸矿,于是电解锰阳极液在循
环使用中Mg2+、Ca2+等杂质逐渐富集,使电解过程
中能耗增加并影响电解锰产品的质量。
目前对钙镁的祛除方法众多[1～2],也有资料介绍了从硫酸镍中分离钙镁的方法[3],而从电解锰溶液萃取祛除钙镁未见报道。氟化物沉淀法除杂率不高,很难使产品达到9918%的工业要求;氟化钙、镁
1．(对应考点一)以下实验装置一般能用于分离物质的是(
)
A．只有①② B．只有②③
C．只有①③ D．①②③
解析：①是蒸馏，用于分离互溶而沸点不同的液体混合物；②为蒸发，是从溶液中得到固体的方法；③为过滤，用于固体与液体的分离。D项正确。
答案：D
2．(对应考点一)在自来水蒸馏实验中，下列操作叙述正确的是( )
A．在蒸馏烧瓶中盛满自来水，并放入几粒沸石
B．将温度计水银球插到蒸馏烧瓶自来水中
C．冷水从冷凝器上口入，下口出
D．收集到的液体取少量滴入硝酸银和稀硝酸，无明显现象
解析：蒸馏烧瓶中不可盛满自来水，A不正确；温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，B不正确；冷凝器中冷却水的流向应为下口进水，上口出水，C不正确。
答案：D
3．(对应考点二)选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来，这种萃取剂应具备的性质是( )
A．不溶于水，且必须易与碘发生化学反应
B．不溶于水，且比水更容易使碘溶解
C．不溶于水，且必须比水的密度大
D．不溶于水，且必须比水的密度小
解析：假设要用溶剂A将溶质X从溶剂B中萃取出来，A应具备的基本性质是：①与B互不相溶；②X在A中的溶解度远大于在B中的溶解度；③X与A不发生化学反应。
答案：B
4．(对应考点二)在使用分液漏斗进行分液时，正确的操作是( )
A．上层液体经漏斗下口放出
B．分离液体时，将漏斗拿在手上进行分离
C．分离液体时，分液漏斗口上的小孔与大气相通时打开活塞
D．分液漏斗中盛装的是液体，振荡后不必扭开活塞把气体放出
解析：为确保分离效果，下层液体由漏斗下口放出，上层液体要经漏斗上口倒出；分离液体时，分液漏斗要固定在铁架台的铁圈上；分液时，磨口塞上的凹槽与漏斗口上的小孔要对准，这时漏斗内外的空气相通，压强相等，漏斗内的液体自然流下；振荡后由于溶液体积要发生变化，需旋开活塞放气。
答案：C
5.(探究题)(1)现有一瓶A和B的混合液，已知它们的性质如下表。
1 第八章液液萃取
第一节概述
液液萃取是分离液体混合物的单元操作，它是依据待分离溶液中各组分在萃取剂中溶解
度的差异来实现传质分离的。
8-1-1 萃取的工艺流程
萃取过程通过加入第二相萃取剂的方法将一个难分离的液体混合物变成两个易分离的混
合物，萃取装置后通常还设有萃取相和萃余相的回收分离装置。对于一个合理的萃取工业流
程，应着重解决下面三个问题：（1）选择一个合适的萃取剂；(2) 提供一个具有良好传质条件
的萃取设备；（3）完成萃取的后续分离过程。
8-1-2 萃取分离的应用场合
在下列情况下可以考虑采取萃取操作：
（1）分离沸点相近或有恒沸物的混合液。
（2）混合液中含有热敏物质，采用萃取方法可避免物料受热破坏
（3）混合液中溶质A的浓度很稀时
第二节液液相平衡
8-2-1 三角形相图
一、组成表示方法
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两种。在三角形坐标
图中，每个顶点分别代表一个纯组分，三条边上的任一点代表一个二元混合物系，第三组分
的组成为零。三角形坐标图内任一点代表一个三元混合物系。
二、物料衡算和杠杆定律
物料衡算在三角形相图中满足杠杆定律，可由此得到组成和量的相互关系：
MRRMEE
上式表明由溶液R和E混合后得到的混合液组成点M必定在直线RE上，其在线上的位
置可由杠杆定律给出；反过来，若混合液M可以分为R和E两部分，已知点M和R（或
E），可由杠杆定律在直线MR（或ME）上定出点E（或R）的位置和组成。通常将M称为
R与E的和点，而R（或E）为M与E（或R）的差点。
8-2-2 部分互溶体系的平衡相图
一、溶解度曲线、联结线及临界混溶点
溶解度曲线用来表示三元部分互溶体系的A、B和S的相平衡关系，它是在一定的温度
2 和压强下由实验测定的。溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以内为两相区，曲线
以外为单相区。处于两相区内状态点的溶液在达到平衡，静置后会形成两相，两相组成的坐
标点应处于溶解度曲线上。互为平衡的两相的组成点的连线为联结线。两相区内的任意一点
