Общие понятия

Экстракция – извлечение одного или нескольких компонентов из жидких или твердых смесей с помощью избирательных растворителей – экстрагентов.

Избирательность означает хорошую растворимость в экстрагенте извлекаемых компонентов и слабую растворимость в нем остальных компонентов смеси.

В экстракции участвует минимум 3 компонента: 2 разделяемых компонента + растворитель. Образуются две фазы: экстрактная, обогащенная извлекаемыми компонентами и рафинадная, обедненная извлекаемыми компонентами. Эти две фазы отделяются друг от друга (например, отстаиванием), затем регенерируют экстрагент из обеих фаз (например, ректификацией):

Движущая сила экстракции – разность рабочей и равновесной концентраций распределяемого компонента в одной и той же фазе: .

Кроме избирательности, важная характеристика экстрагента – коэффициент распределения – отношение равновесных концентраций извлекаемого компонента в экстрактной фазе у^* и в рафинатной фазе х^*.

.

Избирательность характеризуется коэффициентом селективности (или разделения) β_SB:

, где у_А и у_В – концентрации компонентов А и В в экстракте (без растворителя); х_А и х_В – концентрации компонентов А и В в рафинате (без растворителя).

.

При β_SB = 1 разделение экстракцией невозможно. Чем больше β превышает 1, тем меньше расход экстрагента.

Экстракция обычно проводится при комнатной температуре и нормальном давлении, т.к. температура хоть и ускоряет экстракцию, но понижает селективность экстрагента, а давление на процесс не влияет. Как правило, экстракция выгоднее ректификации при разделении близкокипящих, термолабильных, азеотропных и др. смесей.

Экстракцию применяют, например, при извлечении уксусной кислоты из воды, для разделения циркония и гафния и т.д.