Рубрикатор

Экстрагирование

ЭКСТРАГИРОВАНИЕ (а. extraction; н. Extrahieren; ф. extraction; и. extraccion) — извлечение одного или нескольких компонентов из твёрдых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). Подчиняется законам массообмена. Движущая сила процесса — разность между концентрациями растворённого вещества в жидкости, находящейся в порах твёрдого тела и в основной массе экстрагента. Механизм экстрагирования в общем случае включает проникновение экстрагента в поры твёрдого материала, растворение целевого компонента, перенос экстрагируемого вещества из глубины твёрдой частицы к поверхности раздела фаз (молекулярная диффузия); перенос вещества от поверхности раздела фаз в объём экстрагента (конвективная диффузия).

Скорость экстрагирования определяется движущей силой процесса, суммарным сопротивлением на всех стадиях, соотношением масс экстрагента и жидкости в твёрдой фазе (гидромодулем). При этом одни и те же факторы могут оказывать на экстрагирование одновременно и положительное и отрицательное действие. Так, при дроблении, увеличивающем поверхность контакта фаз, оптимальная степень измельчения твёрдого материала лимитируется трудностью разделения фаз после экстрагирования, высокими энергетическими затратами на дробление и ухудшением гидродинамических условий у поверхности раздела фаз. При увеличении гидромодуля возрастает движущая сила экстрагирования, но одновременно затрудняется и удорожается последующее выделение целевого компонента. Перемешивание (механическое, с использованием псевдоожижения и др.) ускоряет конвективную диффузию, но не влияет на скорость молекулярной диффузии и может уменьшить движущую силу процесса. Экстрагент должен легко регенерироваться, быть селективным, сравнительно дешёвым. Таким требованиям отвечают вода, этанол, бензин, бензол, CCl₄, ацетон, растворы кислот, солей и щелочей.

На эффективность экстрагирования влияет способ подготовки сырья (измельчение либо гранулирование), обеспечивающий необходимую форму, размеры и дисперсный состав частиц, а также увлажнение, термохимические и другие виды обработки, улучшающие диффузные и механические свойства твёрдого материала.

Экстрагирование осуществляется в специальных аппаратах — экстракторах. Процесс может проводиться в неподвижном слое твёрдого материала, движущемся или псевдоожиженном слое.

Экстрагирование используется для извлечения соединений редких металлов, урана из руд, различных веществ из пористых продуктов спекания, в производстве Al₂O₃, SiO₂ и других катализаторов, для образования пористых структур путём добавления и последующего извлечения растворимого вещества после фиксации структуры.