Экстрагенты и экстраторы

Экстрагенти — избирательный растворитель для извлечения отдельных компонентов из жидких смесей (например, водных растворов). Основные требования к экстрагентам: большой коэффициент распределения, высокая селективность, низкая растворимость в воде, химическая устойчивость, большая температура вспышки, нетоксичность. Различают кислые (экстрагируют по катионообменному механизму), основные (экстрагируют по анионообменному механизму с образованием комплексов) и нейтральные (экстрагируют за счёт сольватации) экстрагенты. Кислые экстрагенты — карбоновые кислоты (С₇-С₉) с неразветвлённой и разветвлённой цепями (извлечение Со, Ni); нафтеновые кислоты (извлечение Cu, Zn, Со, Ni); фосфорорганические кислоты, главным образом ди (2-этил-гексил) фосфорная кислота (извлечение U, лантаноидов, Ni, Со, V, Bi, Zn, Cd, Cr); сульфокислоты (извлечение Со, Ni); фенолы (разделение щелочных металлов); кислые хелатообразующие агенты, например оксимы (извлечение Cu). Основные экстрагенты — соли четвертичных аммониевых оснований (извлечение U, Со, W, V), первичных, вторичных и третичных высокомолекулярных аминов (извлечение U, W, V, Mo). Нейтральные экстрагенты — фосфорорганические соединения, главным образом трибутилфосфат (извлечение и разделение лантаноидов, U и Th, Hf и Zr и т. д.), сульфоксиды, фосфиноксиды, спирты, кетоны (извлечение Ge, U, разделение Ni и Ta), альдегиды, например фурфурол (извлечение Со). Экстрагенты часто применяют в смеси с инертным разбавителем.

Экстракцией называется процесс разделения жидких и твердых смесей путем избирательного растворения одного или нескольких компонентов в жидкостях, называемых в дальнейшем экстрагентами. Движущей силой перехода (диффузии) компонентов из исходных смесей в экстрагенты является разность концентраций в обеих средах. Как и в других процессах маесо-обмена (абсорбция, ректификация), этот переход прекращается по достижении равновесного состояния системы. Таким образом, независимо от агрегатного состояния исходной смеси процесс экстракции базируется на законах диффузии и равновесного распределения переходящих компонентов между двумя фазами (жидкость—жидкость, твердое вещество—жидкость). Однако теоретическое описание, методы инженерного расчета и аппаратурное оформление процессов экстракции из жидких и твердых исходных смесей различны, поэтому они ниже рассматриваются отдельно.