液-液-液三相(以下简称三液相)萃取是近年来发展起来的新型萃取分离技术。目前应用报道最多的是一类由有机油相、富聚合物中相和富盐下相构成的三液相萃取体系。开展此类三液相体系相分离动态和成相机理的研究,不仅可加深对复杂液相体系成相过程的科学认识,也为相关设备的设计及三液相萃取工业化应用的控制方法提供数据支持。第一部分研究了由有机油相、富聚合物中相和富盐下相构成的三液相体系的动态成相行为特征。通过改变各成相组分的质量百分比,研究了三液相体系形成过程中的控速步骤及体系组成对于成相平衡时间的影响。发现在三液相体系成相过程中,富盐下相是一个连续相,分散的富聚合物水滴和油滴在连续的富盐下相中各自聚并和上浮,分别与富盐下相分离。其中,富聚合物中相的成相速率和它的平衡体积是整个三液相体系成相平衡时间的决定因素。当体系组成沿着不同操作线变动时,油相的形成均以油滴聚并作为控速步骤;但聚合物相的形成可能从液滴聚并控速变为液滴移动控速或二者混合控速。体系的动态成相行为与体系的组成有密切关系,构建了三液相体系成相速率和体系性质之间的定量模型。第二部分详细研究了成相盐种类对三液相体系动态成相行为的影响,并从液滴相互作用的角度解释了相关原因。发现对于不同成相盐构成的三液相体系,富盐下相达到平衡的时间几乎一样,但富聚合物中相和油上相之间的分离速率随着成相盐离子盐析能力的增大而逐渐减慢。对于以富聚合物相为连续相介质的油滴,成相盐阴离子或阳离子盐析能力的增大减小了油滴之间的范德华引力而增大了空间斥力,同时缩小了油滴和连续富聚合物相之间的亲疏水差异程度。三者共同导致油滴聚并成相速率减慢。成相盐离子盐析能力的增大也会导致富聚合物滴聚并成相速率减慢,因为以连续油相为介质的富聚合物滴之间的范德华引力以及聚合物滴与连续油相间的亲疏水差异程度都减小了。第三部分在成功构建一个可用于盐湖卤水中锂和硼、镁同步分离的三液相萃取模型的基础上,研究了三液相萃取体系的动态成相行为对目标物分配行为的影响。发现在该体系中,锂分配进入油上相和硼进入富聚合物中相的速率主要取决于三液相萃取体系的动态成相速率。这是因为锂和硼分配进目标相的量由锂、硼各自目标相的体积以及其中锂、硼的浓度所决定。随着时间的推移,油相和富盐下相以及富聚合物相和富盐下相的分离很快完成,但油相和富聚合物相的分离速率慢。在富聚合物相介质中,含锂油滴中锂的浓度不再变化,在油相介质中,含硼富聚合物滴中硼的浓度也不再变。但含锂油滴和含硼富聚合物滴相互分离并各自聚并成相使得油相和富聚合物相的体积逐渐增大。所以油相和富聚合物相之间的分离速率决定了锂和硼分配进入各自主体目标相的速率。第四部分用不同分子量的聚合物构建了一系列萃取体系,用于盐湖卤水锂、硼、镁的分离,从成相的角度探究了锂和硼进入目标主体相的动态机理。PEG分子量增大使得富聚合物相粘度持续增大,但富聚合物相粘度对锂和硼分配速率的影响能力不具有持续性,这与锂、硼动态分配机理的改变有关。当富聚合物相粘度小时,锂和硼动态分配的依赖于融合机理,即含锂油滴和含硼富聚合物滴各自融合以实现相分离,分别将锂和硼分配进油相和富聚合物中相的主体相中。这种机理下目标物分配速率受控于富聚合物相的粘度。当富聚合物相粘度增大到一定程度后,锂和硼的分配依赖于油滴/油膜自发消失机理,即中上相分散带中的含锂油滴/油膜体积逐渐减小,油相主体相体积逐渐增大,最终实现含锂油相和含硼富聚合物相的完全分离。这种机理下目标物分配速率与富聚合物相的粘度无关。