[好文章,你推荐]溶剂萃取法净化湿法磷酸新技术

四川大学 化学工程学院李星推荐的文章:

TITLE: Wet process phosphoric acid purification by solvent extraction using N-octanol and tributylphosphate mixtures 

DOI: 10.1002/jctb.4023

URL: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jctb.4023/abstract

 

1)文章简介

湿法磷酸(wet process phosphoric acid)是目前广泛使用的一种磷酸生产方法,由于湿法磷酸中含有大量杂质,必须加以净化以应用到其下游生产中。有机溶剂萃取法(solvent extraction)是净化湿法磷酸的一种重要方法,本文研究了以“正辛醇—磷酸三丁酯”(N-octanol and tributylphosphate)为混合萃取剂净化湿法磷酸的新型液液萃取技术。

净化过程按照“萃取—洗涤—反萃”的操作顺序,研究了萃取时间、温度、萃取剂组成、磷酸浓度等因素对湿法磷酸净化的影响,并绘制了“磷酸—水—溶剂混合物”的拟三元相图。原料磷酸经三级逆流萃取后,可获得91%的磷酸收率,再经由蒸馏水洗涤、反萃后,生产出产品净化稀磷酸。

该新型萃取体系能有效实现磷酸的净化和杂质的分离与纯化,得到满足用户要求的产品磷酸。实验所得的优化操作参数和操作条件可以为工业生产提供理论基础和技术指导。基于低能耗的操作条件以及萃取剂的循环再生使用,该新型萃取技术在节能减排相比于其他湿法磷酸净化技术具有显著的优势。

 

2)发现文章

我是一名化学工艺专业的研究生,依托四川大学磷化工在国内领先的技术平台,我的研究方向是湿法磷酸的生产及净化新工艺新技术的开发。在湿法磷酸净化的技术中,溶剂萃取法是目前应用最广的方法,而开发新型萃取剂、优化萃取条件和设备,即为目前研究的方向和突破口。我的研究内容即是围绕开发新型萃取剂展开。在开展实验之前,首先需要对新型萃取剂的选取确立大致的方向,因此,我在四川大学图书馆的资源中进入Wiley Online Library,搜索了“Wet process phosphoric acid purification solvent extraction”的内容,根据搜索结果逐步缩小范围,找到了与本课题相关度较高的文献,其中就包含了这篇最初发表在Journal of Chemical Technology and Biotechnology的2013年9月出版的第88卷第9期上的文章,为我后续的研究工作的进行开启了大门。

 

3)推荐理由

这篇文章出自Journal of Chemical Technology and Biotechnology,在化学工程应用类期刊中属于中上水平,具有不俗的影响力。不仅如此,在我初涉课题,处于相对茫然的文献搜集时期,这篇文章给了我非常大的启发:

  1. 溶剂萃取法中新型萃取剂的开发思路

溶剂萃取法净化湿法磷酸其本质是将湿法磷酸中的H3PO4从亲水性转化成亲油性的过程,利用萃取剂对H3PO4和其他杂质的选择性不同,达到磷酸与杂质的分离纯化的目的。而开发新型萃取剂,必须立足于萃取剂的自身结构在萃取过程中的基团效应,从萃取机理出发,才能有的放矢,找寻更高效的萃取剂组合。这篇文章采用的是磷酸三丁酯与正辛醇的协同混合萃取剂,其中的P=O,-OH基团分别对磷酸萃取过程发挥作用,而这两种有机溶剂又能互相弥补各自在理化性质方面的缺陷,这种设计思路对我此后的研究有着非常大的启迪。

  1. 溶剂萃取工艺的研究内容

在初步确定萃取体系后,需要对萃取过程的工艺参数、条件进行摸索研究,这篇文章研究了萃取时间、温度、萃取剂组成、磷酸浓度等多个因素对湿法磷酸净化的影响,比较全面的涵盖了萃取过程的工艺参数,有效地指导了我此后的实验设计方案的选择和规划。

  1. 理论研究和应用相结合

这篇文章在研究萃取工艺的同时,进行了相平衡和萃取热力学的理论研究,很好的提升了文章的深度,这对我同样很有启发,如果能在此后的研究中更多的涉及一些基础性的理论研究,对提升课题研究的深度和理论性,有非常好的效用。同时,将理论研究成果用于指导实际生产,对于推动产业发展,有着重要的意义。

对于科研工作者而言,一篇优秀的文章是可以起到非常好的引领启发作用的,我在读Journal of Chemical Technology and Biotechnology等期刊时经常受益匪浅,这必须归功于Wiley对旗下期刊的准确定位、深度把握,因此极力推荐从事材料学的科研人员多多阅读Wiley Online Library的期刊,相信你也会满载而归。