離心萃取技術是一種藉助離心力場實現液-液兩相的接觸傳質和相分離的實用技術。
基本介紹
- 中文名：離心萃取技術
- 外文名：Centrifugal extraction technology
- 別名：離心萃取分離技術
概念,發展歷程,套用,
概念
它是液-液萃取和離心技術相結合的一種新型高效分離技術，相對於其他萃取技術具有兩相物料接觸時間短，分相速度快，在設備中存留量小，操作相比範圍寬等特點。此項技術現已被大量的科研工作者套用於濕法冶金、製藥、廢水處理、核能、石油化工、精細化工等眾多領域中。
發展歷程
國外從20世紀30年代開始對離心萃取器進行研究，最早問世的一種SRL型單級式離心萃取器是由美國薩凡那河實驗室於60年代初期研製成功。進入70年代初期，美國阿貢實驗室在改進SRL型的設計後創造了一種新型離心萃取器——環隙式離心萃取器。
中國從1963年開始離心萃取器的研究，到80年代初期也成功研製了小型單級離心萃取器，並取得了一些實驗數據和成果。從2002年開始，中國一些研究單位在吸收前人經驗的基礎之上，借鑑已開發國家在此方面的優點，同時在第一代萃取器的實際套用過程中積累經驗，改進不足，不斷完善，成功研製開發了新一代環隙式離心萃取器，它是用轉鼓和外殼之間的環隙進行混合的離心萃取器，如今北京萃取方面的研究機構研發的HL型離心萃取器已經實現了系列化，其中包括實驗室小試、中試、工業化大型設備，例如HL-20型、HL-50型、HL-125型、HL-230型，滿足不同行業的套用需求。
2012年生產的新一代HL型離心萃取器在技術參數上突破了以往的藉助更換流量調整片來改變相比的繁瑣操作，用煤油和水標準體系在室溫環境下，任意調整相比在1:100～100:1範圍內，不用拆卸任何部件都能達到完美的分相效果。
套用
離心萃取技術已廣泛套用於濕法冶金、醫藥、環保、原子能、石油化工、精細化工、生物和新材料等領域，此項技術也成功套用於放射性化學領域、新元素髮現和核燃料處理方面，充分實現了資源的回收再利用。
在濕法冶金中的套用
在濕法冶金採用離心萃取工藝時，相對於其他萃取工藝，此項技術有良好的前景。離心萃取使兩相接觸時間很短（幾秒），從而使傳質速度很快的一種元素被萃取，而傳質速度很慢的一種元素基本上不被萃取，實現了兩種元素的分離。此時如果採用混合澄清槽，則兩者將很難分離。採用離心萃取工藝對減少萃取設備所占廠房面積、減少萃取流程中萃取劑存留量、縮短萃取系統從啟動到穩定的時間和利於自動控制等方面有顯著的效果。這裡以稀土分離銣和銫為例加以說明。
2013年底中國科學院研究了新的銣（銫）萃取體系，使用了離心萃取工藝，確定了氯化物型滷水中銣（銫）的萃取分離中試的相關工藝參數，採用兩次萃取工藝流程，進行了年產量10kg/a氯化銣的實驗，銣鹽收率為83.25%，純度為91.23%，設計出連續化生產流程，為我國儲量巨大的鹽湖滷水提升了綜合利用程度，增加經濟效益。經專家評審組一致認為該項成果達到國內領先水平。
在製藥中工業中的套用
在用離心萃取工藝獲得某些藥物中間體（例如：單一對應體手性化合物）的過程中，以往的外消旋體拆分法中針對手性化合物的拆分操作，存在過程複雜、耗時長、成本高、通用性低、不易工業化等弊端，套用受到限制。為了避免這些不足，科研工作者運用離心萃取技術使兩相溶液快速混合，提高了兩相的傳質效率，然後使兩相溶液快速分離，成功完成萃取苯基琥珀酸（PSA）對應體項目。
在核工業中的套用
離心萃取器的存留量小、兩相接觸時間短、易於實現計算機自動化控制，很適用於核工業的萃取操作。例如2012年在國家科研項目—釷的純化方法中，利用離心萃取分離技術使釷的純度從80～99%提高到99.998%以上，收率大於98%，該工藝有效的分離了放射性元素釷，流程簡單，消耗試劑少。此科研項目的完善將推動我國在釷作為核能研究上取得重大突破，隨之產生巨大效益，為國家開發新能源的項目做出了突出貢獻；2013年中國研究院將離心萃取工藝成功套用於《環隙式離心萃取器快速提取鈽的套用研究》使其在短時間內完成6mol/L硝酸溶液中鈽的萃取分離操作，其中兩級萃取率大於90%，單級反萃率超過96%，體現了離心萃取系統萃取速度快、效率高的特點。
