Grundlagen für die Bestimmung des optimalen Öl-Wasser-Verhältnisses (O/A) bei der Extraktion

In dem Labor ist die Extraktion sehr einfach – man braucht nur ein paar Versuche, um es zu verstehen

Kann man ein detailliertes Beispiel geben? Wird das aus den Daten der Extraktionsisothermen abgeleitet? Was ist denn die Grundlage für diese Schlussfolgerung? Danke

Die Bestimmung des Verhältnisses erfolgt danach, wie viel Metall Sie extrahieren müssen

Für eine Lösung mit konstanter Konzentration und konstantem Durchfluss gilt: Je höher dieser Wert ist, desto mehr Metall wird extrahiert. Aus ingenieurtechnischer Sicht ist es natürlich besser, möglichst viel Metall aus der organischen Phase zu extrahieren – doch der erforderliche Wert wird dabei immer höher. Welches Vergleichsmoment ist also konkret das, was wir am meisten benötigen? Wird die Vergleichsbestimmung auf Erfahrung gestützt? Oder wird es durch eine Art Berechnung ermittelt? Das ist eine sehr wichtige Frage. Danke

Bist du Extraktion oder Rückextraktion? Die Extraktion bezeichnet den Prozess, bei dem Metalle aus einer Lösung herausgefiltert werden. Die Rückextraktion hingegen bedeutet, dass das gewünschte Metall wieder aus dem Extraktionsmittel in die Lösung zurückgeholt wird. Die Verhältnisse zwischen den Konzentrationen des Extraktionsmittels, der Metallkonzentration in der Lösung sowie der Konzentration des gewünschten Metalls im Rückextrakt bestimmen das erforderliche Verhältnis sowie das Strömungsverhältnis. Im experimentellen Rahmen wird in der Regel versucht, das Verhältnis zu kontrollieren, während in der praktischen Anwendung eher auf das Strömungsverhältnis geachtet wird. Im Vergleich dazu können das Strömungsverhältnis und das Flussverhältnis wiederum durch die Gestaltung des Extraktionsbehälters verändert werden. Der Unterschied zwischen Experimenten und Ingenieurwesen ist immer noch sehr groß. Im Vergleich dazu kann es sowohl aus Erfahrung bestimmt als auch berechnet werden.

Sehr geehrter Meister: Ich sehe oft, wie Sie in Beiträgen anderen antworten und Fragen beantworten – vielen Dank. Zunächst möchte ich den Hintergrund des Projekts erläutern. Unser Projekt befasst sich mit dem Umgang mit Uranerzen – nach der Extraktion wird durch Ausfällung das sogenannte Gelbe Pulver gewonnen. Der Metallgehalt in der wässrigen Phase beim Eingang in das Extraktionsystem betrug 4,27 g/L. Im organischen Bereich lag der Metallgehalt bei 4,13 g/L. Nach der Rückextraktion betrug der Metallgehalt in der wässrigen Phase wieder 5,76 g/L. Im Extraktionsstadium beträgt das Strömungsverhältnis O/A = 1,03, im Rückextraktionsstadium liegt es bei O/A = 1,4. Im Extraktionsbehälter betragen die entsprechenden Strömungsverhältnisse für die verschiedenen Phasen jeweils 1,2 und 0,8. Die Konzentration des Extraktionsmittels beträgt 5 %. Zunächst zur Extraktionsphase: Wenn die Konzentration des Extraktionsmittels bekannt ist sowie der Metallgehalt in der wässrigen Phase und der in der organischen Phase, kann das Strömungsverhältnis in der Extraktionsphase berechnet werden. Aus der Beschreibung des Projektkontexts geht hervor, dass der Gehalt der wässrigen Phase im Extraktionssystem von 4,27 g/L als bekannter Wert angesehen werden kann – dieser Wert wurde durch vorherige Experimente ermittelt. Doch wie wird der Gehalt des Metalls in der organischen Phase von 4,13 g/L bestimmt? Wurde es durch Experimente erzeugt? Wenn es aus Experimenten stammt, basiert es dann auf Experimenten zur maximalen Sättigungskapazität der organischen Phase? Was die Rückextraktionsphase betrifft: Wenn die Konzentration des Extraktionsmittels sowie die Konzentration des Metalls in der organischen Phase bekannt sind, kann aus diesen Werten die Konzentration des Metalls in der wässrigen Phase nach der Rückextraktion bestimmt werden. Dadurch lässt sich anschließend das Strömungsverhältnis in der Extraktionsphase ermitteln. Aus der Beschreibung des Projektkontexts geht hervor, dass die Konzentration des Metalls in der organischen Phase im Extraktionsystem 4,13 g/L beträgt – das kann als bekannter Wert angesehen werden. Damit sollte die vorherige Frage beantwortet sein. Doch wie lässt sich die Konzentration des Metalls in der wässrigen Phase nach der Extraktion von 5,76 g/L ermitteln? Soweit ich weiß, desto höher die Konzentration beim Ausfällen des Gelbbrots, desto besser. Warum wurde im Projekt der Wert von 5,76 g/L gewählt? Oder gibt es bei anderen Fabriken ähnliche Daten, die diesen Wert empfehlen? Es gibt noch eine Frage: Welcher Flussverhältnis im Waschvorgang ist angemessen? In unserem Projekt liegt das Verhältnis bei O/A = 20. Ich frage mich, wie hoch Ihr Erfahrungswert in dieser Hinsicht ist Für die Waschphase – ist es besser, eine schwach alkalische, eine schwach saure Lösung oder einfach Wasser zu verwenden? Es gibt viele Probleme, Entschuldigung. Danke

Erste Frage: Die Metallkonzentration wird in der Regel durch Probenentnahme und Analyse im Rahmen von praktischen Experimenten oder im Produktionsprozess ermittelt. Zweite Frage: Je höher die Konzentration der Ablagerungen, desto besser – doch bei der Extraktion ist es nicht unbedingt möglich, diesen Anforderungen gerecht zu werden. Denn im Extraktionsprozess können aufgrund zu hoher Konzentrationen verschiedene Probleme auftreten. Was den Uran betrifft, kann ich nichts sagen, denn ich habe diesen Versuch auch nicht konkret durchgeführt. Dritte Frage: Das Waschverhältnis wird anhand des Gehalts anderer Stoffe, die während des Extraktionsprozesses in die organische Phase gelangen, sowie der Konzentration der zur Reinigung verwendeten Säuren oder Basen bestimmt. Die zu verwendenden Säuren oder Basen hängen wiederum vom zu reinigenden Metall sowie vom verwendeten Extraktionsmittel ab.

Sehr geehrter Herr, zur ersten Frage: Ich meine, wie wurde in der Entwurfsphase der Metallgehalt des organischen Phasen nach der Extraktion mit 4,13 g/L bestimmt? Wird der Metallgehalt der organischen Phase anhand der Extraktionsisothermen bestimmt und anschließend das Verhältnis berechnet? Zum zweiten Punkt: Im Abscheidungsprozess gibt es tatsächlich eine relativ optimale Konzentration der Lösung für die Abscheidung. Bei der Planung des Projekts wurden vermutlich einige Daten aus wissenschaftlichen Arbeiten oder Daten anderer Fabriken herangezogen. Das frage ich nochmal bei der Designabteilung ； Es besteht auch die Möglichkeit, den Metallgehalt der wässrigen Phase nach der Rückextraktion anhand von Isothermen der Rückextraktion zu bestimmen Zur dritten Frage: Wie hoch ist im Allgemeinen in der Ingenieurwelt das Strömungsverhältnis in der Reinigungsphase? Wie wird entschieden, ob bei der Reinigung Säure oder Laugemittel verwendet werden soll – je nachdem, um welches Metall es geht und welche Art von Extraktionsmittel eingesetzt wird? Danke

Hat der Bruder des Thread-Starters noch nie eine Extraktionsmaschine betrieben? Theoretische Berechnungen sowie Versuche mit Separierflaschen weichen erheblich von der Funktionsweise eines echten Extraktors ab. Selbst bei normaler Betriebsweise muss das Öl-Wasser-Verhältnis angepasst werden. Beim ersten Start sollte die Extraktionsflüssigkeit wieder in den ursprünglichen Behälter zurückgeleitet werden. Anschließend sollte die Menge an Wasser und Öl allmählich angepasst werden. Alle zwanzig bis dreißig Minuten sollte die Extraktionsflüssigkeit untersucht werden, bis der Metallgehalt im angemessenen Bereich liegt. Die Menge an Wasser sollte so hoch wie möglich sein, während die Menge an Öl ausreichen muss, um eine gewisse Menge an Extraktionsresten zu bilden. Der Klärbehälter muss in der Lage sein, Öl und Wasser ordnungsgemäß voneinander zu trennen. Einfach ausgedrückt: Von den Ölleitungen darf kein Wasser austreten, und von den Wasserableitungen darf kein Öl austreten. Wie viel Öl ist das im Verhältnis?

Erste Frage: Ich meine, in der Entwurfsphase – wie wurde der Metallgehalt des organischen Phasen nach der Extraktion von 4,13 g/L bestimmt? Wird der Metallgehalt der organischen Phase anhand der Extraktionsisothermen bestimmt und anschließend das Verhältnis berechnet? Antwort: 4,13 g/L ist entweder ein aus dem Experiment erhaltener Wert oder ein empirischer Wert. Zum zweiten Punkt: Im Abscheidungsprozess gibt es tatsächlich eine relativ optimale Konzentration der Lösung für die Abscheidung. Bei der Planung des Projekts wurden vermutlich einige Daten aus wissenschaftlichen Arbeiten oder Daten anderer Fabriken herangezogen. Das frage ich nochmal bei der Designabteilung ； Es besteht auch die Möglichkeit, den Metallgehalt der wässrigen Phase nach der Rückextraktion anhand von Isothermen der Rückextraktion zu bestimmen Antwort: Logischerweise ist es besser, wenn die Konzentration des Zielmetalls in der Rückextraktionslösung etwas höher ist. Aber man muss auch die tatsächlichen Umstände berücksichtigen ； Vielleicht ist 5,76 g/L ebenfalls ein empirischer oder experimenteller Wert ； Oder man berücksichtigt die Kontinuität des Systembetriebs usw. Zur dritten Frage: Wie hoch ist im Allgemeinen in der Ingenieurwelt das Strömungsverhältnis in der Reinigungsphase? Wie wird entschieden, ob bei der Reinigung Säure oder Laugemittel verwendet werden soll – je nachdem, um welches Metall es geht und welche Art von Extraktionsmittel eingesetzt wird? Antwort: Ob Säure, Base oder Wasser zum Waschen verwendet wird, hängt von den Eigenschaften des gewählten Extraktionsmittels ab. Zum Beispiel kann bei TBP kein Wasser verwendet werden, denn Wasser ist ein Extraktionsmittel. P204\P507 werden mit schwacher Säure gereinigt.