VAD ÄR VÄTSKE-VÄTSKEEXTRAKTION?

VÄTSKE-VÄTSKEEXTRAKTION (eller kort vätskeextraktion) är en selektiv separationsteknik för isolering och koncentrering av ämnen, oftast lösta i vatten. I denna blandar man en vattenlösning innehållande det intressanta ämnet, ofta i låg koncentration och förorenat med andra lösta ämnen, med en organisk lösning som innehåller ett organiskt reagens (extraktant). Ämnet reagerar då med detta reagens och bildar en kemisk förening som är mer löslig i det organiska lösningsmedlet.än i vatten. Som följd av detta löser sig det betraktade ämnet (extraheras) i den organiska lösningen.

Kvoten mellan totalkoncentrationen i den organiska fasen och totalkoncentrationen i vattenfasen av ämnet kallas fördelningsfaktor, D. Bråkdelen extraherat, E, beror också på kvoten mellan volymerna av organisk fas och vattenfas, R, och ges av sambandet E = R*D/(1+R*D).

För att återvinna det extraherade ämnet blandas (strippas) sedan den avskiljda organiska fasen med en vattenlösning av sådan sammansättning att den kemiska föreningen mellan ämnet och det organiska reagenset spjälkas. Detta leder till ett lågt D-värde och substansen återfinns sedan som en "ny" vattenlösning i renare form och ofta även i högre koncentration.

För att uppnå en hög uppkoncentrering och en hög renhet brukar man kombinera extraktion- och stripp-operationerna till en serie av motströmssteg, se bild nedan.

Genom utveckling av en serie selektiva och relativt billiga extraktionsmedel är det idag möjligt att isolera varje lösligt ämne i en koncentrerad och mycket ren form, även i stor industriell skala.

Som exempel kan nämnas produktion av högrena sällsynta jordarter, zirkonium, nickel, koppar, uran, etc., och avlägsnande av metaller från industriella avfallslösningar. Traditionellt är vätskeextraktion också en flitigt använd separationsteknik inom analytisk kemi. Vätskeextraktion är även ett intressant och viktigt forskningsfält i sig.

Vätskeextraktion kan utföras satsvist eller kontinuerligt i ett eller flera steg. Det satsvisa utförandet med t ex separertrattar är mest vanligt i laboratoriet. Industriell tillämpning kräver normalt kontinuerliga operationer som sker med hjälp av mixer-settler batterier, kolonner, centrifugalextraktörer eller centrifugalseparatorer. De kontinuerliga utrustningarna ger dock sällan en bättre fasrenhet än 95 - 99%, räknat på båda faserna.

Bilden visar en kontinuerlig trestegs extraktion i motström kopplad till en tvåstegs strip i motström med användning av mixer-settler enheter. För högre renhet brukar man ofta även utnyttja tvättsteg för organfasen mellan extraktion och strip. Vattenlösningen från sådana tvättsteg blandas då med ingående lösning till extraktionsstegen (steg E 1).