液-液萃取（簡體書）

《液-液萃取》是一部論述液?液萃取過程基本理論、萃取過程計算和萃取設備的專著。書中重點討論了萃取溶劑的選擇原則、萃取平衡及其影響因素，不同萃取模式的過程計算；進而介紹了萃取動力學，萃取過程的優化；並在此基礎上分別介紹了廣泛應用的主要萃取設備、它們的類型、設計放大和操作特性，所涵蓋的內容具有新穎性和實用性。
《液-液萃取》可作為化工或相關專業在校大學生和研究生的教材或教學參考書，也可為在濕法冶金、核化工、石油化工、環境化工和製藥等行業從事萃取技術研究和生產實踐的科研技術人員提供理論和技術指導。

《液-液萃取》(作者李洲、秦煒)立足于講清液-液萃取過程的基本理論，追求實用性和新穎性，即從液-濃萃取過程的研究和生產實踐出發，力求涵蓋近年來國內外萃取技術研究的新成果和新進展。
《液-液萃取》全書共分為13章，1～9章重點介紹了液-液萃取過程平衡，萃取動力學和兩相傳質過程及不同萃取方式(模式)過程的計算方法；10～13章介紹了主要類型的萃取設備，它們的操作原理和基本設計計算方法。秦煒編寫其中的5、7、12章，其余各章和有關內容由李洲編寫。

眾所周知，液-液萃取是化工分離過程中的重要單元操作，經過一個多世紀的研究發展，特別是歷經近幾十年的工業實踐，更加顯現了它的高效提取和精細分離的技術特點，從而使它在水法冶金（核燃料前后處理、稀土和有色、稀貴金屬的提取分離等）、石油化工（芳烴抽提、糠醛精制等）、醫藥化工（抗生素提取等）、環境化工（廢水和廢物處理、有價金屬元素和物品的回收利用）以及化學分析（多作為預處理手段）等諸多領域獲得了日益廣泛的應用。
20世紀80年代為了滿足教學的需要，清華大學化工系的李以圭、李洲、費維揚和楊基礎曾編寫了《液-液萃取過程和設備》一書（分上、下冊）。該書的出版得到了廣大讀者的肯定評價，使用過該書的華東理工大學的沈福鈞教授在1987年出版的《教學研究》刊物上曾評價說：“這是一本我國當前對液-液萃取過程及設備最新最完整的教材和重要的參考書，是一本唯一可作為系統教材的好書。”此書經有關專家推薦和評審，于1987年獲得了核工業總公司優秀教材一等獎。1993年在經過多年教學和科研實踐的基礎上由李洲擔任主編，柯友之擔任主審對此書進行了修訂，出版了該書的修訂本。距今已有19年了，在此期間，萃取技術有了長足的發展，國內外又有多部有關萃取的專著和手冊問世和大量的研究論文發表，其中的專著包括有：
① Godfrey J C,Slater M J.Liquid-Liquid Extraction Equipment.John Wiley & Sons,1994.
② 汪家鼎，陳家鏞主編，溶劑萃取手冊，化學工業出版社，2001。
③ Marcus Y，Sengupta A K . Ion Exchange and Solvent Extraction：A Series of Advance,V-15,Elsevier,2002.
④ Rydberg J and Cox M et al.Solvent Extraction Principles and Practice.2nd Revised and Expanded. M.Dekker.Inc.2004.
⑤ Muller E,Berger R,Blass E et al. Liquid-Liquid Extraction(Published Online 15 Jan 2008)//Bellussi G,Bohnet M,Bus J et al. Ullmann's Encyclopedia of Industrail Chemistry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA,2002.
⑥ Frank T C,Dahuron L,Holden B S,Prince W D,Seibert F and Wilson L C. Sec.15. Liquid-Liquid Extraction and Other Liquid-Liquid Operation and Equipment.//eds: Green D W,Perry R H. Perry's Chemical Engineers'Handbook,Eighth Edition. New York: McGraw-Hill,2007.
⑦ 朱屯，李洲等編著，溶劑萃取，化學工業出版社，2008.
⑧ Ritcey G M. Solvent Extraction Principles and Applications to Process Metallurgy,V.1-2,Revised Edition,Montreal,Guebec,Canada: Canadian Institute of Mining,Metallurgy and Petroleum,2008.⑨ 馬榮駿，萃取冶金，冶金工業出版社，2009。
此外，還有內容豐富且逐年進行更新的“Aspen Process Manual”。
它們各有側重和特點，這些著作均給我們提供了進一步學習參考和借鑒的機會。同時基于近十幾年的教學和科研實踐，為了更好地滿足教學和科研的需要，以及出于我們的社會責任感，我們在原有基礎上再次編寫了此書，并定名為《液-液萃取》。
液-液萃取不同于溶劑萃取，后者包括了更廣泛的領域，如固液萃取的浸出過程、超臨界流體萃取過程以及膜萃取過程等。本書定名為《液-液萃取》，是為了更好地突出重點，僅限于討論兩液相之間的萃取傳質過程。
本書立足于講清液-液萃取過程的基本理論，追求實用性和新穎性，即從液-液萃取過程的研究和生產實踐出發，力求涵蓋近年來國內外萃取技術研究的新成果和新進展。
此書保留了原《液-液萃取過程和設備》的基本框架，但對其內容進行了充實和更新。另外新編了“液-液萃取動力學”及“液-液萃取過程優化”等章節。過去人們往往把關注的焦點放在萃取平衡方面，而對萃取動力學的內容涉及較少，實際上萃取動力學和萃取平衡對了解萃取過程以及萃取設備的設計是同樣重要的。萃取熱力學對深入研究萃取過程顯然是非常重要的，但由于李以圭教授已出版過專著《金屬溶劑萃取熱力學》，故有關萃取熱力學的內容由于篇幅所限，本書不再收入。考慮到教學的需要，本書仍然保留了例題和習題，但計算程序部分不再保留。
《液-液萃取》全書共分為13章，1～9章重點介紹了液-液萃取過程平衡，萃取動力學和兩相傳質過程及不同萃取方式（模式）過程的計算方法；10～13章介紹了主要類型的萃取設備，它們的操作原理和基本設計計算方法。秦煒編寫其中的5、7、12章，其余各章和有關內容由李洲編寫。
在此，我們再次對編寫《液-液萃取過程和設備》一書的原作者和審稿人表示衷心的感謝；對給予我們熱情支持的廣大讀者致以誠摯的謝意，希望你們在使用本書的過程中進一步提出寶貴意見和給予批評指正；感謝化學工業出版社編輯和有關工作人員的指導和大力支持；同時，也要感謝家人在本書編寫過程中給予的支持和無私的幫助。此外，我們還要特別感謝北京澤華化學工程有限公司為本書出版給予的大力支持。
2012年10月于北京清華園

1概論
1.1液-液萃取的基本概念
1.2液-液萃取技術的發展和應用
1.3液-液萃取體系的組成
1.3.1萃取劑
1.3.2稀釋劑
1.3.3改良劑
1.3.4協同萃取劑
1.4液-液萃取體系的分類
1.4.1按萃取劑的結構類別分類
1.4.2按有無化學反應分類
1.4.3按萃取機理分類
1.5液-液萃取研究的基本內容
1.5.1萃取劑和萃取體系的選擇
1.5.2萃取平衡研究和萃取工藝及操作條件的確定
1.5.3萃取動力學
1.5.4萃取方式（模式）的確定
1.5.5萃取循環方式的確定
1.5.6萃取流程的建立
1.5.7萃取設備的選型、結構設計以及操作條件的確定
1.6新萃取體系的開發應用
1.6.1雙水相萃取體系
1.6.2液-液-液三相萃取體系
符號表
習題
參考文獻

2液-液萃取平衡
2.1萃取平衡的基本參數——萃取分配常數、萃取分配係數和萃取分離係數
2.1.1萃取分配常數
2.1.2萃取分配係數
2.1.3萃取分離係數
2.2萃取平衡關係和萃取分配數據的表徵
2.2.1圖示方法
2.2.2萃取平衡模型
2.3萃取平衡的影響因素
2.3.1萃取劑和萃取體系的組成
2.3.2水相中工藝條件的影響
2.3.3萃取操作條件的影響
2.4雙水相萃取的萃取平衡和影響因素
2.4.1雙水相萃取的萃取平衡
2.4.2雙水相萃取平衡的影響因素
符號表
習題
參考文獻

3單級萃取過程
3.1萃取過程中兩相體積不變或變化很小時的物料衡算方法
3.1.1分配係數為常數的萃取體系
3.1.2分配係數為變數的萃取體系
3.1.3複雜萃取體系
3.2萃取過程中兩相體積有顯著變化時的物料衡算方法
3.2.1兩相不互溶的情況
3.2.2兩相部分互溶的情況
3.3單級萃取過程中的極限溶劑/料液比
3.4接近萃取平衡程度的表徵——萃取級效率
3.5表徵萃取效果的主要指標——萃取率和淨化係數（去汙係數）
3.5.1萃取率
3.5.2淨化係數
3.6單級萃取過程的適用性和局限性
符號表
習題
參考文獻

4逐級接觸的多級萃取過程
4.1多級錯流萃取過程
4.1.1多級錯流萃取過程的操作原理
4.1.2多級錯流萃取過程的計算法和圖解法
4.2多級逆流萃取過程
4.2.1多級逆流萃取過程的操作原理
4.2.2兩相不互溶體系多級逆流萃取過程的計算法和圖解法
4.2.3兩相部分互溶體系多級逆流萃取過程的圖解法
4.2.4多級逆流萃取過程的其他計算或圖示方法
4.2.5四元萃取體系多級逆流萃取過程的解法
4.2.6多級逆流萃取過程中萃取劑極限用量和極限流比的圖解確定
4.2.7多級逆流萃取過程的變體
4.2.8多級逆流萃取過程與多級錯流萃取過程的比較
4.3分餾萃取過程
4.3.1分餾萃取過程的操作原理和過程參數
4.3.2兩相不互溶體系分餾萃取過程的圖解法
4.3.3兩相不互溶體系分餾萃取過程的計算法
4.3.4兩相部分互溶體系分餾萃取過程的圖解法和計算方法
4.3.5分餾萃取過程中流比的選擇和極限流比的確定
4.3.6帶有回流的分餾萃取過程
4.3.7分餾萃取過程的變體
符號表
習題
參考文獻

5連續接觸的多級逆流萃取過程
5.1柱塞流模型
5.1.1連續逆流傳質和傳質單元
5.1.2兩相不互溶時傳質單元數的計算
5.1.3一般情況下傳質單元數的計算
5.1.4理論級和理論級當量高度
5.2萃取柱內的軸向混合
5.2.1基本概念
5.2.2萃取柱內的軸向混合
5.2.3常用數學模型簡介
5.3擴散模型及其近似解法和數值解法
5.3.1擴散模型
5.3.2擴散模型的近似解法和數值解法
符號表
習題
參考文獻

6液-液萃取過程的實驗方法
6.1多級錯流和多級逆流萃取過程的實驗方法
6.1.1多級錯流萃取過程
6.1.2多級逆流萃取過程
6.1.3分餾萃取過程
6.1.4帶有回流的分餾萃取過程
6.1.5微分接觸的多級逆流萃取過程
6.2多級逆流萃取實驗裝置
6.2.1連續操作的多級逆流液-液萃取器（台架規模）
6.2.2微型混合澄清槽
6.2.3微型環隙式離心萃取器
符號表
習題
參考文獻

7擴散原理和相際傳質過程
7.1擴散原理
7.1.1概述
7.1.2分子擴散
7.1.3擴散係數
7.1.4液體中的穩定分子擴散
7.1.5對流擴散
7.2相際傳質過程
7.2.1傳質係數
7.2.2傳質過程的模型
7.2.3總傳質係數
7.2.4傳質方程式及其應用
7.2.5界面現象及其對傳質的影響
符號表
習題
參考文獻

8液-液萃取過程動力學
8.1萃取動力學研究的重要性
8.2萃取動力學過程的控制機制
8.2.1傳質方程
8.2.2萃取動力學的過程控制機制的類型
8.2.3確定萃取動力學過程控制機制的若干因素
8.2.4萃取動力學過程控制機制的判定
8.3萃取動力學的實驗研究裝置和研究方法
8.3.1實驗研究裝置
8.3.2實驗研究方法
8.3.3實驗數據處理
8.4萃取動力學研究示例
8.4.1磷酸三丁酯萃取硝酸的萃取動力學
8.4.2羥肟萃取銅的萃取動力學
8.5提高萃取傳質速率的主要手段
符號表
習題
參考文獻

9液-液萃取過程的優化
9.1優化目標或目標函數
9.2液-液萃取過程若干問題的優化
9.2.1萃取溶劑的優選
9.2.2萃取工藝和萃取操作條件的確定和優化
9.2.3萃取方式的優化考慮
9.2.4萃取設備若干操作參數和結構的優化
9.2.5液-液萃取過程的總體優化
符號表
習題
參考文獻

10液-液萃取設備概述
10.1萃取設備內的基本過程
10.2液-液萃取設備的分類
10.3萃取設備的性能比較和適用性
10.4萃取設備的選擇
10.4.1萃取設備的選擇因素
10.4.2萃取設備選擇指南
10.5萃取設備的主要性能參數
符號表
習題
參考文獻

11混合澄清槽
11.1混合澄清槽的類型
11.1.1箱式混合澄清槽
11.1.2淺層澄清的混合澄清槽
11.1.3I.M.I.混合澄清槽
11.1.4Kemira混合澄清槽
11.1.5Denver混合澄清槽
11.1.6Krebs混合澄清槽
11.1.7雙混合室混合澄清槽
11.1.8全逆流混合澄清槽
11.1.9塔型混合澄清萃取器
11.1.10CMS（combinedmixer-settler）萃取器
11.2混合槽內的傳質和混合槽的放大
11.2.1混合槽的結構型式
11.2.2混合攪拌方式
11.2.3攪拌輸入能量的計算
11.2.4混合槽內的液流分散和傳質
11.2.5輸入功率與萃取傳質速率的關係和混合槽的放大
11.2.6輸入能量參數的選擇
11.2.7混合槽的改進和管線混合器的介紹
11.3混合澄清槽內的澄清分相和澄清槽的放大
11.3.1澄清的基本過程
11.3.2澄清槽的設計放大
11.3.3影響澄清速率的諸因素
11.3.4提高澄清速率的幾個途徑
11.3.5其他加速澄清速率的方法和澄清器的介紹
11.4箱式泵混合澄清槽的工藝設計
11.4.1混合室有效體積和結構尺寸的確定
11.4.2澄清室結構尺寸的確定
11.4.3各相口及堰板位置和結構尺寸的確定
11.4.4箱式泵混合澄清槽的設計計算示例
11.5採用CFD方法進行混合澄清槽的優化設計
11.6混合澄清槽的操作運行
11.6.1混合澄清槽的操作運行步驟
11.6.2混合澄清槽運行的靜態和動態特性
11.6.3連續相和分散相的控制和反相
11.6.4混合相比的調控
11.6.5相夾帶和液泛
符號表
習題
參考文獻

12萃取柱（塔）
12.1常用萃取柱簡介
12.1.1簡單的重力場中的萃取柱
12.1.2機械攪拌萃取柱
12.1.3脈衝萃取柱
12.1.4振動篩板柱
12.2萃取柱流體力學設計基礎
12.3萃取柱模擬和設計的計算方法
12.3.1柱型的選擇
12.3.2操作流速的計算
12.3.3柱高的計算
12.4填料萃取柱
12.4.1填料的選擇
12.4.2填料萃取柱的設計計算
12.5轉盤萃取柱（RDC）的性能和設計計算
12.5.1轉盤柱的液泛流速和存留分數
12.5.2轉盤柱的液滴平均直徑
12.5.3轉盤柱的軸向混合
12.5.4轉盤柱的傳質特性
12.5.5轉盤柱的設計計算
12.6脈衝篩板柱
12.6.1脈衝篩板柱的結構和操作
12.6.2脈衝篩板柱的液泛流速和存留分數
12.6.3脈衝篩板柱內的液滴平均直徑
12.6.4脈衝篩板柱的傳質特性
12.6.5脈衝篩板柱的軸向混合
12.6.6脈衝篩板柱的發展
12.7振動篩板萃取柱
12.7.1振動篩板萃取柱的分類和基本結構
12.7.2振動篩板萃取柱的流體力學性質
12.7.3振動篩板萃取柱的傳質速率
12.7.4振動篩板萃取柱的放大設計
符號表
習題
參考文獻

13離心萃取器
13.1離心萃取器的分類和主要型式簡介
13.1.1微分接觸離心萃取器
13.1.2逐級接觸離心萃取器
13.1.3逆流萃取傾析器
13.1.4靜態混合器-離心機組合
13.2表徵離心萃取器性能的若干參數
13.2.1離心分離因數
13.2.2離心萃取器內的壓力平衡和界面控制
13.2.3離心萃取器的水力學操作圖
13.2.4離心萃取器的液泛和處理容量
13.2.5離心萃取器內分散相的存留分數
13.2.6離心萃取器內的返混
13.3環隙式離心萃取器的操作特性和設計放大
13.3.1環隙式離心萃取器的操作特性
13.3.2環隙式離心萃取器的設計放大
符號表
習題
參考文獻