硫酸体系中n235萃取钒的机理研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.12.009硫酸体系中N235萃取钒的机理研究曹威，张一敏，包申旭，杨晓（武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉430070）摘要：在硫酸体系中通过饱和容量法和斜率法研究了N235萃取钒的机理。结果表明，负载有机相中钒与N235的摩尔比约为2.5，萃合物组成为[R3NH]4[H2V10O28]，萃取反应平衡常数为195.434L·mol-1·s-1，ΔH=-10.683kJ/mol，ΔG=-13.076kJ/mol，ΔS=8.023J/(mol·K)，升高温度不利

2、于钒的萃取。关键词：钒；萃取机理；N235中图分类号：TF841.3文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）12-0000-00MechanismofVanadiumExtractionwithN235inH2SO4SystemCAOWei,ZHANGYi-min,BAOShen-xu,YANGXiao(CollegeofResourcesandEnvironmentalEngineering,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract：Mechan

3、ismofvanadiumextractionwithN235inH2SO4systemwasinvestigatedbysaturationvolumetricmethodandslopmethod.TheresultsshowthatmoleratioofvanadiumtoN235inorganicphaseisabout2.5withextractioncomplexof[R3NH]4[H2V10O28].Apparentequilibriumconstantofextractionreactionis195.434L·

4、mol-1·s-1withΔH=-10.683kJ/mol,ΔG=-13.076kJ/mol,andΔS=8.023J/(mol·K).Increasingtemperaturegoesagainstvanadiumextraction.Keywords：vanadium;extractionmechanism;N235从石煤中提钒是我国钒资源综合利用的重要发展方向[1]，而酸浸提钒工艺是目前广泛应用的工艺[2-4]。石煤酸浸液的净化富集一般采用离子交换法和溶剂萃取法。萃取法由于具有平衡速度快、分离效果好、处理能力大、金属回收率

5、高、以及操作容易实现自动控制等特点，受到越来越多的关注[4-5]。当前用于含钒酸浸液的萃取剂主要包括P204、P507、N235、N263等[6-8]。李兴彬等[6]研究表明，以体积分数10%的P204和5%的TBP为萃取剂，在含钒酸浸液pH为2.48，A/O（相比）=1时，经过40h的六级逆流萃取作业，钒萃取率达到97%。沈明伟等[9]以P507为萃取剂，萃取平衡pH为2.5时，石煤提钒酸浸液中钒、钼的萃取率高达98%。邵延海等[10]以20%N235为萃取剂萃取废催化剂氨浸渣钠化焙烧浸出液中的钒、钼，在pH为2.15时，钒、

6、钼的萃取率分别为99.22%、99.8%。朱军[11]等研究了N263萃取某高磷钒矿的硫酸浸出液，以15%N263、5%仲辛醇、80%磺化煤油为萃取剂，萃取pH为2，相比3︰1，经过5级萃取，钒的萃取率为99.51%。可以看出，在目前利用萃取法处理酸浸液的研究中，溶液的pH一般为2左右，对低pH下钒的萃取研究较少，而石煤提钒酸浸液的pH一般要低于2，因此，研究较低pH条件下的钒萃取过程更具有实际意义，另外针对钒萃取机理的阐述也较少。胺类萃取剂中叔胺类萃取剂的碱性最强，可以适于更低的pH环境，因此本文选择叔胺类N235为萃取剂，在

7、萃取平衡pH为1.2的条件下，采用饱和容量法和斜率法研究了N235从硫酸介质中萃取V（V）的机理，并探讨温度对N235萃取过程的影响。1试验原料与方法1.1试验原料试验时将分析纯五氧化二钒按所需浓度溶于体积分数5%的硫酸溶液，制得萃取料液。主要药剂：N235，煤油，硫酸，氢氧化钠，五氧化二钒。主要仪器：pHs-3C型pH计，SZCL-2A型数显智能控温磁力搅拌器。1.2试验方法有机相是由N235和煤油两种有机物组成的混合体系，其中N235是钒的萃取剂，煤油为稀释剂。萃取剂浓度以体积百分比计（以下出现的百分含量均为体积百分含量）。

8、收稿日期：2015-05-03基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（51404177；湖北省自然科学基金项目（2014CFB857）作者简介：曹威（1990-），男，湖北宜昌人，硕士研究生；通信作者：张一敏（1954-），男，河南许昌人，教授，博导.首先对N2