La extracción líquido-líquido , también conocida como extracción y partición con solventes , es un método para separar compuestos o complejos metálicos , en función de sus solubilidades relativas en dos líquidos inmiscibles diferentes , generalmente agua (polar) y un solvente orgánico (no polar). Hay una transferencia neta de una o más especies de un líquido a otra fase líquida, generalmente de acuosa a orgánica. La transferencia está impulsada por el potencial químico, es decir, una vez que se completa la transferencia, el sistema general de componentes químicos que forman los solutos y los disolventes se encuentran en una configuración más estable (menor energía libre). El disolvente que se enriquece en soluto(s) se llama extracto. La solución de alimentación que se agota en soluto(s) se llama refinado . La extracción líquido-líquido es una técnica básica en los laboratorios químicos, donde se realiza mediante diversos aparatos, desde embudos de decantación hasta equipos de distribución a contracorriente llamados mezcladores-sedimentadores . [ no verificado en el cuerpo ] Este tipo de proceso se realiza comúnmente después de una reacción química como parte del tratamiento , que a menudo incluye un tratamiento ácido.
El término partición se usa comúnmente para referirse a los procesos químicos y físicos subyacentes involucrados en la extracción líquido-líquido , pero en otra lectura puede ser completamente sinónimo de él. El término extracción con disolvente también puede referirse a la separación de una sustancia de una mezcla disolviendo preferentemente esa sustancia en un disolvente adecuado. En ese caso, se separa un compuesto soluble de un compuesto insoluble o una matriz compleja. [ no verificado en el cuerpo ]
Desde una perspectiva hidrometalúrgica , la extracción por disolventes se utiliza exclusivamente en la separación y purificación de uranio y plutonio, circonio y hafnio, separación de cobalto y níquel, separación y purificación de elementos de tierras raras, etc., siendo su mayor ventaja su capacidad para separar selectivamente incluso metales muy similares. Se obtienen corrientes de un solo metal de alta pureza al "eliminar" el valor metálico de la sustancia orgánica "cargada" en la que se puede precipitar o depositar el valor metálico. La extracción es lo opuesto a la extracción: transferencia de masa de la fase orgánica a la acuosa.
La extracción líquido-líquido también se utiliza ampliamente en la producción de compuestos orgánicos finos , el procesamiento de perfumes , la producción de aceites vegetales y biodiesel , y otras industrias. [ no verificado en el cuerpo ] Es una de las técnicas de separación inicial más comunes, aunque algunas dificultades resultan en la extracción de grupos funcionales estrechamente relacionados.
La extracción líquido-líquido se puede acelerar sustancialmente en dispositivos microfluídicos , reduciendo los tiempos de extracción y separación de minutos/horas a meros segundos en comparación con los extractores convencionales. [1]
La extracción líquido-líquido es posible en sistemas no acuosos: en un sistema formado por un metal fundido en contacto con sales fundidas , los metales se pueden extraer de una fase a la otra. Esto está relacionado con un electrodo de mercurio donde se puede reducir un metal; el metal a menudo se disolverá en el mercurio para formar una amalgama que modifica enormemente su electroquímica. Por ejemplo, es posible que los cationes de sodio se reduzcan en un cátodo de mercurio para formar amalgama de sodio , mientras que en un electrodo inerte (como el platino) los cationes de sodio no se reducen. En cambio, el agua se reduce a hidrógeno. Se puede utilizar un detergente o un sólido fino para estabilizar una emulsión o tercera fase . [ no verificado en el cuerpo ]
En la extracción con solventes, a menudo se cita una relación de distribución como una medida de qué tan bien se extrae una especie. La relación de distribución ( Kd ) es igual a la concentración de un soluto en la fase orgánica dividida por su concentración en la fase acuosa . Dependiendo del sistema, la relación de distribución puede ser función de la temperatura, la concentración de especies químicas en el sistema y una gran cantidad de otros parámetros. Tenga en cuenta que D está relacionado con el Δ G del proceso de extracción [ aclaración necesaria ] .
A veces, la relación de distribución se denomina coeficiente de partición , que a menudo se expresa como logaritmo . Tenga en cuenta que se ha informado una relación de distribución de uranio y neptunio entre dos sólidos inorgánicos ( circonolita y perovskita ). [2] En la extracción con disolventes, se agitan dos líquidos inmiscibles. Los solutos más polares se disuelven preferentemente en el disolvente más polar y los solutos menos polares en el disolvente menos polar. En este experimento, los halógenos apolares se disuelven preferentemente en el aceite mineral apolar. [3]
Aunque el índice de distribución y el coeficiente de partición a menudo se utilizan como sinónimos, no necesariamente lo son. Los solutos pueden existir en más de una forma en cualquier fase particular, lo que significaría que el coeficiente de partición (Kd ) y la relación de distribución (D) tendrán valores diferentes. Esta es una distinción importante, ya que si bien el coeficiente de partición tiene un valor fijo para la partición de un soluto entre dos fases, la relación de distribución cambia con las diferentes condiciones en el disolvente. [4]
Después de realizar la extracción líquido-líquido, se debe tomar una medida cuantitativa para determinar la relación de la concentración total de la solución en cada fase de la extracción. Esta medida cuantitativa se conoce como índice de distribución o coeficiente de distribución. [5]
El factor de separación es un ratio de distribución dividido por otro; es una medida de la capacidad del sistema para separar dos solutos. Por ejemplo, si la relación de distribución del níquel (D Ni ) es 10 y la relación de distribución de la plata (D Ag ) es 100, entonces el factor de separación plata/níquel (SF Ag/Ni ) es igual a D Ag /D Ni = SF Ag/Ni = 10. [6]
Se utiliza para expresar la capacidad de un proceso para eliminar un contaminante de un producto. Por ejemplo, si un proceso se alimenta con una mezcla de cadmio e indio 1:9 y el producto es una mezcla de cadmio e indio 1:99, entonces el factor de descontaminación (para la eliminación de cadmio) del proceso es 0,11/ 0,01 = 11.
La forma más sencilla de calcular el mecanismo de extracción es dibujar gráficas y medir las pendientes. Si para un sistema de extracción el valor D es proporcional al cuadrado de la concentración de un reactivo ( Z ) entonces la pendiente de la gráfica de log 10 ( D ) contra log 10 ([[ Z ]]) será dos.
El éxito de la extracción líquido-líquido se mide mediante factores de separación y factores de descontaminación. La mejor manera de comprender el éxito de una columna de extracción es a través del conjunto de datos de equilibrio líquido-líquido (LLE). Luego, el conjunto de datos se puede convertir en una curva para determinar el comportamiento de partición en estado estacionario del soluto entre las dos fases. El eje y es la concentración de soluto en la fase de extracto (disolvente) y el eje x es la concentración del soluto en la fase de refinado. A partir de aquí se pueden determinar los pasos para la optimización del proceso. [7]
Esto se usa comúnmente a pequeña escala en laboratorios químicos. Lo normal es utilizar un embudo de decantación . Los procesos incluyen DLLME y extracción orgánica directa. Después del equilibrio, la fase de extracto que contiene el soluto deseado se separa para su posterior procesamiento.
Proceso utilizado para extraer pequeñas cantidades de compuestos orgánicos de muestras de agua. [8] Este proceso se realiza inyectando pequeñas cantidades de un solvente de extracción apropiado (C 2 Cl 4 ) y un solvente dispersor (acetona) en la solución acuosa. Luego se centrifuga la solución resultante para separar las capas orgánica y acuosa. Este proceso es útil en la extracción de compuestos orgánicos como pesticidas organoclorados y organofosforados, así como compuestos de benceno sustituidos de muestras de agua. [8]
Al mezclar muestras parcialmente orgánicas solubles en un disolvente orgánico (tolueno, benceno, xileno), los compuestos orgánicos solubles se disolverán en el disolvente y se podrán separar utilizando un embudo de decantación . Este proceso es valioso en la extracción de proteínas y específicamente de fosfoproteínas y fosfopéptidos fosfatasas. [9]
Otro ejemplo de esta aplicación es extraer anisol de una mezcla de agua y ácido acético al 5% usando éter , luego el anisol entrará en la fase orgánica. Entonces se separarían las dos fases. Luego se puede lavar (eliminar) el ácido acético de la fase orgánica agitando el extracto orgánico con bicarbonato de sodio . El ácido acético reacciona con el bicarbonato de sodio para formar acetato de sodio , dióxido de carbono y agua.
La cafeína también se puede extraer de los granos de café y las hojas de té mediante extracción orgánica directa. Los granos u hojas se pueden remojar en acetato de etilo, que disuelve favorablemente la cafeína, dejando la mayor parte del sabor del café o té en la muestra inicial. [10]
Estos se utilizan comúnmente en la industria para el procesamiento de metales como los lantánidos ; debido a que los factores de separación entre los lantánidos son tan pequeños, se necesitan muchas etapas de extracción. [11] En los procesos de múltiples etapas, el refinado acuoso de una unidad de extracción se alimenta a la siguiente unidad como alimentación acuosa, mientras que la fase orgánica se mueve en la dirección opuesta. Por lo tanto, de esta manera, incluso si la separación entre dos metales en cada etapa es pequeña, el sistema global puede tener un factor de descontaminación más alto.
Se han utilizado conjuntos de contracorriente de múltiples etapas para la separación de lantánidos. Para el diseño de un buen proceso, la relación de distribución no debe ser demasiado alta (>100) ni demasiado baja (<0,1) en la parte de extracción del proceso. A menudo ocurre que el proceso tendrá una sección para depurar metales no deseados de la fase orgánica y, finalmente, una sección de extracción para recuperar el metal de la fase orgánica.
Batería de contadores mezcladores-sedimentadores actualmente interconectados. Cada unidad mezcladora-sedimentadora proporciona una única etapa de extracción. Un mezclador-sedimentador consta de una primera etapa que mezcla las fases seguidas de una etapa de sedimentación inactiva que permite que las fases se separen por gravedad.
Un novedoso dispositivo de sedimentación, Sudhin BioSettler, puede separar una emulsión de aceite y agua de forma continua a un ritmo mucho más rápido que los simples sedimentadores por gravedad. En esta foto, una emulsión de aceite y agua, agitada por un impulsor en un depósito externo y bombeada continuamente a los dos puertos laterales inferiores de BioSettler, se separa muy rápidamente en una capa orgánica transparente (aceite mineral) que sale por la parte superior de BioSettler y una capa acuosa (teñida con un colorante alimentario rojo) que se bombea continuamente desde el fondo del BioSettler.
En el proceso de contracorriente de múltiples etapas, se instalan múltiples mezcladores-sedimentadores con cámaras de mezcla y sedimentación ubicadas en extremos alternos para cada etapa (ya que la salida de las secciones de sedimentación alimenta las entradas de las secciones de mezcla de la etapa adyacente). Los mezcladores-sedimentadores se utilizan cuando un proceso requiere tiempos de residencia más largos y cuando las soluciones se separan fácilmente por gravedad. Requieren una gran superficie de instalación, pero no requieren mucho espacio y necesitan una capacidad de mantenimiento remoto limitada para el reemplazo ocasional de los motores de mezcla. (Colven, 1956; Davidson, 1957) [12]
Los extractores centrífugos mezclan y separan en una sola unidad. Se mezclarán intensamente dos líquidos entre el rotor giratorio y la carcasa estacionaria a velocidades de hasta 6000 RPM. Esto desarrolla grandes superficies para una transferencia de masa ideal de la fase acuosa a la fase orgánica. A los 200-2000 g se volverán a separar ambas fases. Los extractores centrífugos minimizan el disolvente en el proceso, optimizan la carga de producto en el disolvente y extraen la fase acuosa por completo. Las extracciones a contracorriente y contracorriente se establecen fácilmente. [13]
Algunos solutos como los gases nobles pueden extraerse de una fase a otra sin necesidad de reacción química (ver absorción ). Este es el tipo más simple de extracción con solventes. Cuando se extrae un disolvente, se agitan dos líquidos inmiscibles. Los solutos más polares se disuelven preferentemente en el disolvente más polar y los solutos menos polares en el disolvente menos polar. Algunos solutos que a primera vista no parecen sufrir una reacción durante el proceso de extracción no tienen una relación de distribución que sea independiente de la concentración. Un ejemplo clásico es la extracción de ácidos carboxílicos ( HA ) en medios no polares como el benceno . En este caso, suele ocurrir que el ácido carboxílico forme un dímero en la capa orgánica, por lo que la relación de distribución cambiará en función de la concentración de ácido (medida en cualquiera de las fases).
Para este caso, la constante de extracción k se describe como k = [ HA orgánico ] 2 /[ HA acuoso ]
Mediante la extracción con disolventes es posible extraer uranio , plutonio , torio y muchas tierras raras de soluciones ácidas de forma selectiva utilizando la elección correcta de disolvente y diluyente de extracción orgánico. Un disolvente utilizado para este fin es el organofosforado tributilfosfato (TBP). El proceso PUREX que se usa comúnmente en el reprocesamiento nuclear utiliza una mezcla de fosfato de tri-n-butilo y un hidrocarburo inerte ( queroseno ), el uranio (VI) se extrae del ácido nítrico fuerte y se extrae (se extrae) usando ácido nítrico débil. ácido. Se forma un complejo orgánico de uranio soluble [UO 2 (TBP) 2 (NO 3 ) 2 ], luego la capa orgánica que contiene el uranio se pone en contacto con una solución diluida de ácido nítrico; el equilibrio se desplaza del complejo orgánico de uranio soluble hacia el TBP libre y el nitrato de uranilo en ácido nítrico diluido. El plutonio(IV) forma un complejo similar al uranio(VI), pero es posible despojarlo de más de una forma; Se puede añadir un agente reductor que convierta el plutonio al estado de oxidación trivalente. Este estado de oxidación no forma un complejo estable con TBP y nitrato a menos que la concentración de nitrato sea muy alta (se requieren alrededor de 10 mol/L de nitrato en la fase acuosa). Otro método consiste simplemente en utilizar ácido nítrico diluido como agente de extracción del plutonio. Esta química PUREX es un ejemplo clásico de extracción por solvatación . En este caso, D U = k [TBP] 2 [NO 3 - ] 2 .
Otro mecanismo de extracción se conoce como mecanismo de intercambio iónico . Aquí, cuando un ion se transfiere de la fase acuosa a la fase orgánica, otro ion se transfiere en la otra dirección para mantener el equilibrio de carga. Este ion adicional suele ser un ion hidrógeno ; Para los mecanismos de intercambio iónico, la relación de distribución suele ser función del pH . Un ejemplo de extracción por intercambio iónico sería la extracción de americio mediante una combinación de terpiridina y un ácido carboxílico en terc - butilbenceno . En este caso
Otro ejemplo es la extracción de zinc , cadmio o plomo mediante un ácido dialquilfosfínico (R 2 PO 2 H ) en un diluyente no polar como un alcano . Un diluyente no polar favorece la formación de complejos metálicos no polares sin carga .
Algunos sistemas de extracción son capaces de extraer metales mediante mecanismos de solvatación e intercambio iónico; un ejemplo de tal sistema es la extracción de americio (y lantánido ) del ácido nítrico mediante una combinación de 6,6'- bis- (5,6- dipentil -1,2,4-triazin-3-il) -2 ,2'-bipiridina y ácido 2-bromohexanoico en terc - butilbenceno . Tanto en concentraciones altas como bajas de ácido nítrico, la relación de distribución de metales es mayor que para una concentración intermedia de ácido nítrico.
Es posible extraer un metal mediante una cuidadosa elección del contraión. Por ejemplo, si la concentración de nitrato es alta, es posible extraer el americio como un complejo de nitrato aniónico si la mezcla contiene una sal de amonio cuaternario lipófila .
Un ejemplo que es más probable que encuentre el químico "promedio" es el uso de un catalizador de transferencia de fase . Se trata de una especie cargada que transfiere otro ion a la fase orgánica. El ion reacciona y luego forma otro ion, que luego se transfiere nuevamente a la fase acuosa.
Por ejemplo, se requieren 31,1 kJ mol −1 para transferir un anión acetato a nitrobenceno, [14] mientras que la energía necesaria para transferir un anión cloruro de una fase acuosa a nitrobenceno es 43,8 kJ mol −1 . [15] Por lo tanto, si la fase acuosa en una reacción es una solución de acetato de sodio mientras que la fase orgánica es una solución de nitrobenceno de cloruro de bencilo , entonces, cuando se utiliza un catalizador de transferencia de fase, los aniones acetato se pueden transferir desde la capa acuosa donde se encuentran. reacciona con el cloruro de bencilo para formar acetato de bencilo y un anión cloruro. Luego se transfiere el anión cloruro a la fase acuosa. Las energías de transferencia de los aniones contribuyen a la energía liberada por la reacción.
La reacción produce entre 43,8 y 31,1 kJ mol −1 = 12,7 kJ mol −1 de energía adicional en comparación con la energía si la reacción se hubiera realizado en nitrobenceno utilizando un peso equivalente de acetato de tetraalquilamonio . [dieciséis]
Sistemas polímero-polímero. En un sistema polímero-polímero, ambas fases son generadas por un polímero disuelto. La fase pesada generalmente será un polisacárido y la fase ligera generalmente será polietilenglicol (PEG). Tradicionalmente, el polisacárido utilizado es el dextrano . Sin embargo, el dextrano es relativamente caro y las investigaciones han explorado el uso de polisacáridos menos costosos para generar la fase pesada. Si el compuesto objetivo que se separa es una proteína o enzima, es posible incorporar un ligando al objetivo en una de las fases poliméricas. Esto mejora la afinidad del objetivo con esa fase y mejora su capacidad para pasar de una fase a la otra. Esto, así como la ausencia de disolventes u otros agentes desnaturalizantes, hace que las extracciones polímero-polímero sean una opción atractiva para purificar proteínas. Las dos fases de un sistema polímero-polímero suelen tener densidades muy similares y una tensión superficial muy baja entre ellas. Debido a esto, desmezclar un sistema polímero-polímero es a menudo mucho más difícil que desmezclar una extracción con solvente. Los métodos para mejorar la desmezcla incluyen la centrifugación y la aplicación de un campo eléctrico .
Sistemas polímero-sal. También se pueden generar sistemas acuosos de dos fases generando la fase pesada con una solución salina concentrada. Como fase polimérica utilizada generalmente sigue siendo PEG. Generalmente se utiliza una sal cosmotrópica , como Na 3 PO 4 ; sin embargo, se han documentado sistemas PEG-NaCl cuando la concentración de sal es lo suficientemente alta. Dado que los sistemas de polímero y sal se desmezclan fácilmente, son más fáciles de usar. Sin embargo, a altas concentraciones de sal, las proteínas generalmente se desnaturalizan o precipitan de la solución. Por tanto, los sistemas polímero-sal no son tan útiles para purificar proteínas.
Sistemas de líquidos iónicos. Los líquidos iónicos son compuestos iónicos con puntos de fusión bajos. Si bien técnicamente no son acuosos, investigaciones recientes han experimentado con su uso en una extracción que no utiliza solventes orgánicos.
La capacidad de purificar el ADN de una muestra es importante para muchos procesos biotecnológicos modernos. Sin embargo, las muestras suelen contener nucleasas que degradan el ADN objetivo antes de que pueda purificarse. Se ha demostrado que los fragmentos de ADN se dividirán en la fase ligera de un sistema de separación de sal y polímero. Si se incorporan a la fase polimérica ligandos que se sabe que se unen y desactivan nucleasas, las nucleasas se dividirán en la fase pesada y se desactivarán. Por tanto, este sistema polímero-sal es una herramienta útil para purificar el ADN de una muestra y al mismo tiempo protegerlo de las nucleasas. [ cita necesaria ]
Se ha demostrado que el sistema PEG-NaCl es eficaz para dividir moléculas pequeñas, como péptidos y ácidos nucleicos. Estos compuestos suelen ser aromatizantes u odorantes. Luego, la industria alimentaria podría utilizar el sistema para aislar o eliminar sabores particulares. La extracción de cafeína solía realizarse mediante extracción líquido-líquido, específicamente extracción líquido-líquido directa e indirecta (método suizo del agua), pero desde entonces ha avanzado hacia el CO 2 supercrítico, ya que es más barato y puede realizarse a escala comercial. [17] [18]
A menudo hay especies químicas presentes o necesarias en una etapa del procesamiento de la muestra que interferirán con el análisis. Por ejemplo, algunos controles del aire se realizan aspirando aire a través de un pequeño tubo de vidrio lleno de partículas absorbentes que han sido recubiertas con una sustancia química para estabilizar o derivatizar el analito de interés. El recubrimiento puede tener una concentración o características tales que dañaría la instrumentación o interferiría con el análisis. Si la muestra se puede extraer del sorbente utilizando un disolvente no polar (como tolueno o disulfuro de carbono) y el recubrimiento es polar (como HBr o ácido fosfórico), el recubrimiento disuelto se dividirá en la fase acuosa. Claramente, lo contrario también es cierto: utilizar un solvente de extracción polar y un solvente no polar para dividir un interferencia no polar. Luego se puede inyectar en el instrumento una pequeña alícuota de la fase orgánica (o en el último caso, la fase polar) para su análisis.
Las aminas (de manera análoga al amoníaco) tienen un par de electrones solitarios en el átomo de nitrógeno que pueden formar un enlace relativamente débil con un átomo de hidrógeno. Por lo tanto, en condiciones ácidas, las aminas suelen estar protonadas y llevan una carga positiva, y en condiciones básicas, normalmente están desprotonadas y son neutras. Las aminas de peso molecular suficientemente bajo son bastante polares y pueden formar enlaces de hidrógeno con agua y, por lo tanto, se disolverán fácilmente en soluciones acuosas. Las aminas desprotonadas, por otro lado, son neutras y tienen sustituyentes orgánicos no polares grasosos y, por lo tanto, tienen una mayor afinidad por los disolventes inorgánicos no polares. Como tales, se pueden llevar a cabo etapas de purificación en las que una solución acuosa de una amina se neutraliza con una base como hidróxido de sodio y luego se agita en un embudo de decantación con un disolvente no polar que sea inmiscible con agua. A continuación se escurre la fase orgánica. El procesamiento posterior puede recuperar la amina mediante técnicas como recristalización, evaporación o destilación; La extracción posterior de regreso a una fase polar se puede realizar agregando HCl y agitando nuevamente en un embudo de decantación (en cuyo punto el ion amonio podría recuperarse agregando un contraión insoluble), o en cualquier fase, las reacciones podrían realizarse como parte de un síntesis química.
La extracción con disolventes por cambio de temperatura es una técnica experimental para la desalinización de agua potable. Se ha utilizado para eliminar hasta el 98,4% del contenido de sal del agua y es capaz de procesar salmueras hipersalinas que no pueden desalinizarse mediante ósmosis inversa. [19]
Es importante investigar la velocidad a la que se transfiere el soluto entre las dos fases, en algunos casos por una alteración del tiempo de contacto es posible alterar la selectividad de la extracción. Por ejemplo, la extracción de paladio o níquel puede ser muy lenta porque la tasa de intercambio de ligandos en estos centros metálicos es mucho menor que la de los complejos de hierro o plata .
Si hay un agente complejante presente en la fase acuosa, puede reducir la relación de distribución. Por ejemplo, en el caso de que el yodo se distribuya entre agua y un disolvente orgánico inerte como el tetracloruro de carbono , la presencia de yoduro en la fase acuosa puede alterar la química de extracción: en lugar de ser una constante, se convierte en
Esto se debe a que el yodo reacciona con el yoduro para formar I 3 − . El anión I 3 − es un ejemplo de anión polihaluro que es bastante común.
En un escenario típico, un proceso industrial utilizará un paso de extracción en el que los solutos se transfieren de la fase acuosa a la fase orgánica; A esto le sigue a menudo una etapa de lavado en la que se eliminan los solutos no deseados de la fase orgánica, y luego una etapa de extracción en la que se eliminan los solutos deseados de la fase orgánica. A continuación se puede tratar la fase orgánica para dejarla lista para su uso nuevamente. [20] [21]
Después de su uso, la fase orgánica puede someterse a una etapa de limpieza para eliminar cualquier producto de degradación; por ejemplo, en las plantas PUREX, la fase orgánica usada se lava con una solución de carbonato de sodio para eliminar cualquier hidrogenofosfato de dibutilo o dihidrógenofosfato de butilo que pueda estar presente.
Para calcular el equilibrio de fases, es necesario utilizar un modelo termodinámico como NRTL, UNIQUAC, etc. Los parámetros correspondientes de estos modelos se pueden obtener de la literatura (por ejemplo, Dechema Chemistry Data Series, Dortmund Data Bank , etc.) o mediante un proceso de correlación de datos experimentales. [22] [23] [24] [25]
Si bien los químicos de laboratorio sintéticos suelen realizar la extracción con disolventes a pequeña escala utilizando un embudo de separación , un aparato de Craig o técnicas basadas en membranas, [26] normalmente se realiza a escala industrial utilizando máquinas que ponen en contacto las dos fases líquidas entre sí. otro. Dichas máquinas incluyen contactores centrífugos , extracción de capa fina , columnas de pulverización , columnas pulsadas y mezcladores-sedimentadores .
Los métodos de extracción para una variedad de metales incluyen: [27] [28]
La extracción de cobalto del ácido clorhídrico utilizando Alamine 336 (trioctil/decilamina) en metaxileno . [29] El cobalto también se puede extraer utilizando Ionquest 290 o Cyanex 272 {ácido bis -(2,4,4-trimetilpentil)fosfínico} .
El cobre se puede extraer utilizando hidroxioximas como extractantes; un artículo reciente describe un extractante que tiene una buena selectividad por el cobre sobre el cobalto y el níquel . [30]
El neodimio, elemento de tierras raras, se extrae mediante ácido di(2-etil-hexil)fosfórico en hexano mediante un mecanismo de intercambio iónico. [31]
El níquel se puede extraer utilizando ácido di(2-etil-hexil)fosfórico y fosfato de tributilo en un diluyente de hidrocarburos (Shellsol). [32]
Para extraer paladio y platino se han utilizado sulfuros de dialquilo, fosfato de tributilo y alquilaminas. [33] [34]
El polonio se produce en reactores a partir de 209 Bi natural , bombardeado con neutrones , creando 210 Bi, que luego se desintegra a 210 Po mediante desintegración beta-menos. La purificación final se realiza piroquímicamente seguida de extracción líquido-líquido frente a hidróxido de sodio a 500 grados C. [35]
Tanto el zinc como el cadmio se extraen mediante un proceso de intercambio iónico; la N,N,N′,N′ -tetrakis(2-piridilmetil)etilendiamina (TPEN) actúa como agente enmascarante para el zinc y extractante para el cadmio. [36] En el proceso Zincex modificado, el zinc se separa de la mayoría de los iones divalentes mediante extracción con disolventes. Para ello se utiliza D2EHPA (ácido di (2) etil hexil fosfórico). Un ion zinc reemplaza al protón de dos moléculas de D2EHPA. Para extraer el zinc del D2EHPA, se utiliza ácido sulfúrico , en una concentración superior a 170 g/l (normalmente 240-265 g/l).
La extracción de litio es más popular debido a la gran demanda de baterías de iones de litio . El TBP (fosfato de tribubutilo) y el FeCl 3 se utilizan principalmente para extraer litio de la salmuera (con una alta relación Li/Mg). [37] Alternativamente, también se utilizó Cyanex 272 para extraer litio. El mecanismo de extracción del litio se encontró diferente al de otros metales, como el cobalto, debido al débil enlace de coordinación entre los iones de litio y los extractantes. [38]
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