微乳液法从铝酸钠溶液中提钒的基础研究

近年来，随着钒的价格出现逐年攀升趋势，由此也引发了钒的研究与生产热潮。从氧化铝生产流程中提钒是生产钒的一个重要途径。钒在氧化铝生产过程中会以钒酸盐的方式逐渐积累在流程中，它不但影响产品质量，甚至会进一步恶化铝电解的工艺过程和技术指标，因此必须加以提取利用，使之变废为宝。但是，采用传统的提钒方法从氧化铝生产中提钒的工艺复杂，效率低下，操作难度大，这导致我国大部分氧化铝厂都没有提钒的工序。微乳液法由于其方便、高效而被成功应用于粉体材料制备及提取稀有稀土金属上，但该方法还未被应用于从铝酸钠溶液中提取钒的研究上。本项目拟着重研究钒在铝酸钠溶液中的赋存状态、微乳相的组成和配方及其在铝酸钠溶液中的界面性质、制乳与破乳过程的物理化学变化、萃取机理等方面的工作，从本质上探索采用微乳液法从铝酸钠溶液中的提取钒的内在规律及方法的有效性等，以便为进一步在工业上采用微乳液法从铝酸钠溶液中提钒提供理论依据。

钒是一种非常重要的稀有金属，被广泛应用于国民经济和国防工业的各个领域。氧化铝生产过程中回收钒便是生产钒的一种重要途径，目前从氧化铝生产流程中回收钒的主要方法有结晶法、离子交换-钡盐沉淀法和钙盐沉淀——萃取法/离子交换法，工业应用主要是结晶法。本课题通过研究高强碱性条件下萃取钒的一些关键的基础性问题，获得一种全新的提钒方法，以克服现有的氧化铝生产过程中提钒工艺的不足，以强化工艺，提高效率，节省成本。.主要进行的工作及进展如下：.1、基本探明了矿物中的钒在拜耳法生产氧化铝各工序流程中的的去向和含量；研究了铝酸钠溶液中钒的存在方式。研究结果表明，在中等浓度（Al2O3在120～170g/l）的实际强碱性(Na2O在80～180g/l)铝酸钠溶液中的钒基本上是以VO43-（正钒酸盐）存在；在溶液的碱性不是很强（PH值在14左右），溶液中的钒除了以VO43-（正钒酸盐）存在外，还有部分是以偏钒酸盐HVO42-（正钒酸盐）或多聚体的钒酸盐存在。.2、现有的胺类萃取剂如N-235、N-263 、P204不适合用于强碱性（ PH值）》14）进行萃取提钒。研究发现，通过把Cl-型季铵盐（TOMAC）转型为CO32-型季铵盐后，可适用于中等浓度的实际铝酸钠溶液中(Na2O浓度在80～180g/l)萃钒。 .3、在萃钒时，通过添加质量比为5%的络合剂（草酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾钠等），首先对溶液中的钒进行络合后，再由改性的CO32-型TOMAC组成的萃取体系进行萃取可取得较为满意的效果，并获得较优的工艺条件；通过多级萃取，萃钒率可达到99.5%。.4、与一般的萃取剂不同，改性萃取剂难以被制备成微乳液用于强碱性的铝酸钠溶液萃钒，目前正在进一步研究用改性萃取剂制备成微乳液的有效方法，并对微乳液体系进行进一步的物理化学性能进行研究。.本项目研究的初步成果，可以为在氧化铝生产过程中采用非结晶方法提取流程中的钒提供理论依据。该方法可以有效缩短提钒的工艺流程，降低成本，同时提供一种新的提钒途径。