Principios Fundamentales de Extracción Líquido-Líquido por Solvatación

Agentes de Extracción Tipo Neutros o por Solvatación

Mecanismo de Solvatación

El mecanismo de solvatación involucra la transferencia de especies moleculares neutras desde la fase acuosa a la fase orgánica. En este caso, el grado de extracción está gobernado por simples consideraciones de solubilidad, es decir, el desplazamiento de moléculas de agua de coordinación por moléculas de solvente.

Transferencia de Masa e Interfase

En el proceso de extracción por solventes, la transferencia de masa ocurre a través de la interfase o límite que separa ambos líquidos.

Conceptos de Mezclas Líquidas

• Emulsión: Mezcla estable de un líquido en otro líquido.
• Dispersión: Mezcla inestable o transitoria.

La mezcla de dos fases líquidas inmiscibles, en sistemas de extracción por solventes, se considera una dispersión, la cual puede ser estabilizada por agentes externos.

Separación de Fases

Cuando se mezclan mecánicamente las dos fases y se detiene la agitación, la separación de fases ocurre por sedimentación y coalescencia.

Factores que Influyen en la Separación de Fases

Algunos factores clave que influyen en la separación de fases son:

1. Tamaño de gotas de la dispersión.
2. Diferencia de densidades entre las fases.
3. Viscosidad.
4. pH de la fase acuosa.
5. Temperatura del sistema.
6. Presencia o ausencia de sólidos.

Representación Gráfica de la Extracción

Isoterma de Distribución

La isoterma de distribución es una representación gráfica de la concentración del metal en la fase orgánica versus su concentración en la fase acuosa a una temperatura dada.

Configuraciones de Contacto

Existen diferentes modos de operación para el contacto entre fases:

• Contactos separados de la solución acuosa de alimentación con diferentes volúmenes de fase orgánica.
• Extracción en contracorriente: Una misma cantidad de acuoso se pone en contacto con diferentes orgánicos frescos, en forma consecutiva.

Equipos Industriales de Extracción por Solventes

Clasificación de Equipos

Equipos de Flujo Continuo

Los primeros (equipos de flujo continuo) presentan condiciones de transferencia de masa a lo largo de toda su extensión; no debe establecerse un equilibrio entre las fases en ningún punto.

Equipos Discontinuos o por Etapas

En cambio, los equipos discontinuos o por etapas, como su nombre lo indica, constan de un cierto número de etapas discretas en las cuales las dos fases alcanzan un equilibrio, son separadas y conducidas a otra etapa adyacente.

Mezcladores – Sedimentadores

Los mezcladores – sedimentadores son equipos en que cada etapa individual es independiente y se pueden lograr relaciones de fases sin depender de los flujos netos mediante simples reciclos internos, ya sea de la fase acuosa o de la fase orgánica. Su dinámica de fluidos es más completa y no tan estudiada, por lo tanto, su diseño es bastante empírico.