汪小波

       

       萃取是一种混合物的分离提纯方法。它是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使溶质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中，经过多次反复将绝大部分的溶质提取出来的方法，遵循相似相溶原理。萃取有两种方式：1. 液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶。如用用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃；用CCl4萃取水中的Br2.2.固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分；泡茶；四川的油辣椒。萃取操作是一个物理过程。通过萃取能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。元素周期表中绝大多数的元素，都可用萃取法提取和分离。萃取剂的选择和研制，工艺和操作条件的确定，以及流程和设备的设计计算，都是开发萃取操作的课题。

        一、萃取发展简史 

        1842年佩利诺研究了用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。1903年埃迪兰努用液态二氧化硫从煤油中萃取芳烃，这是萃取的第一次工业应用。20世纪40年代后期，生产核燃料的需要促进了萃取的研究开发。现今萃取通用于石油炼制工业，并广泛应用于化学、冶金、食品和原子能等工业，已应用于石油馏分的分离和精制，铀、钍、钚的提取和纯化，有色金属、稀有金属、贵重金属的提取和分离，抗菌素、有机酸、生物碱的提取，以及废水处理等。

        二、萃取原理 

        分配定律是萃取方法理论的主要依据。在两种互不相溶的溶剂中，加入某种可溶性的物质时，它能分别溶解于两种溶剂中，实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中的浓度之比是一个定值，称为分配系数。有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。

        三、稀土之父徐光宪在稀土萃取理论的贡献  

        稀土元素有工业“维生素”、工业“味精”之美誉，有21世纪的“战略元素”之称。“中东有石油，中国有稀土，中国的稀土资源占世界已知储量的80%，其地位可与中东的石油相比，具有极其重要的战略意义”。我国稀土工业储量位居世界第一，品种齐全。稀土能使爱国者导弹能比较轻易地击落飞毛腿导弹，能使 F-22战斗机可以超音速巡航，能使美制坦克与俄制坦克的主炮直射距离差距不大，但前者总是能打得更准。但稀土生产技术都掌握在国外手中，导致我国长期以来只能依赖于低价出口稀土矿物和混合物，再高价进口深加工稀土产品，长期处于有资源无利益的境地。

　　徐光宪是中国科学院院士、著名物理化学家、化学教育家，中国稀土化学的开创者、串级萃取理论的建立者。电视鲜艳的红色就来自于稀土元素铕和钇；外出携带的照相机，镜头里就有稀土镧；天天使用的手机、计算机中也有稀土元素。当今世界每5项发明专利中便有1项和稀土有关。徐光宪为此奉献了整整一辈子的光阴从事原子核物理的教学和核燃料萃取化学的研究。他摒弃由苏联专家提供的沉淀法，以我国自行研究的、先进的萃取法筹建核燃料后处理厂，制造原子弹原料钚，使我国核工业在国家最困难的时候走上了快速发展的轨道。1972年北大化学系接受了一项紧急的军工任务——分离镨钕，纯度要求很高。徐光宪成了这一研究的领军人物。从量子化学到配位化学，再到核燃料化学，直到最后的稀土化学，这已是徐光宪第4次改变研究方向了。15种镧系元素犹如15个孪生兄弟，化学性质极其相似，分离十分困难，而镨、钕的分离更是难中之难。徐光宪实现了稀土的回流串级萃取，使镨钕分离系数打破了当时的世界纪录，誉为“稀土界的袁隆平”。作为一名化学教育家，他撰写了《物质结构》和《量子化学》等许多重要教材。其中《物质结构》自1959年出版以来，已经修订再版印刷了20余万册，迄今依然是化学领域重要的教学参考书，教育和培养了我国几代化学工作者。

        四、超临界CO2萃取技术在医学中的应用   

        超临界CO2流体萃取（SFE）分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界CO2流体萃取过程是由萃取和分离过程组合而成的。