萃取法资源化回收钒铬废渣的应用基础研究

发布时间：2020-06-28 01:06

【摘要】：钒铬废渣毒性高、排量大,从中提取分离钒、铬二次资源具有重大的经济和环境效益。本文以“焙烧-浸出-萃取分离-反萃-沉降”的钒铬废渣资源化回收工艺为研究背景,从伯胺溶剂化萃取分离多组分比钒铬溶液出发,重点探究了钒铬萃取过程中钒铬离子的形态转变历程及相互作用,并以降低钒损失率为目的研究了偏钒酸铵在碳酸类铵盐和氨水复合体系内的溶解规律。主要内容如下:(1)用伯胺N1923溶剂化萃取多组分比钒铬,发现相同初始pH值下铬钒质量比r(c_(Cr)/c_V)越大,钒、铬的萃取率越高。通过动态监测钒铬共同萃取过程中金属萃取率和溶液pH值的变化推测出钒、铬离子的形态转化历程,并分析出钒的萃取优势形态V_3O_9~(3-)和铬的唯一被萃形态HCrO_4~-。(2)比较相同加酸比r(c_H/c_M)下钒、铬的单一萃取和共同萃取可初步判断钒的萃取优先性,单一萃取中钒萃取率随加酸比的非线性变化验证了钒被萃形态的多样性,铬萃取率随加酸比的线性变化验证了铬被萃形态的唯一性。比较钒、铬对氢离子和伯胺分子的结合能力说明了钒对铬萃取的抑制作用。由钒、铬含氧酸根之间氢离子的传递和离子强度的变化说明了铬对钒萃取的促进作用。(3)探究了NH_4VO_3在(NH_4)_2CO_3-H_2O和NH_4HCO_3-H_2O中的溶解度,并从同离子效应、盐效应和体系内离子间反应平衡多方面分析了两种铵盐体系内NH_4VO_3溶解度的差异。进一步探究了NH_4VO_3在(NH_4)_2CO_3-NH_3-H_2O和NH_4HCO_3-NH_3-H_2O中的溶解度,分析了氨水对NH_4VO_3溶解度的作用原理,并比较了这两种体系内NH_4VO_3溶解度。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TF841.3
【图文】：

流程图,回收工艺,流程图,萃取剂

第 1 章文献综述Alamine336）等胺类萃取剂、季铵盐类萃取剂[58-60]（Aliquat3性磷类萃取剂[58,61-63]（TBP）、有机磷类萃取剂[63-65]（D2EHP分离体系中多以选择性萃取钒达到分离的目的，萃取法提钒的度钒液浓缩富集到有机相中，留下其他组分及杂质，富集的可加工成钒产品。萃取法具有分离效果较好、处理能力大、平衡动化控制等优点，但同时也存在溶剂流失和萃取剂再生能耗科学院过程工程研究[40]针对钒铬废渣开发了以萃取分离钒铬源化处理技术，对钒铬物理化学性质相近、分离难度大的现绿色分离的萃取新体系，有效控制了萃取体系内中间层的形反萃工艺，有效控制了富钒有机相的乳化，实现萃取-反萃工主要流程见图 1-1。其中钒铬的分离采用了伯胺溶剂化萃取的萃取使其分离系数达 400 以上。

钒酸根,离子结构

.2.1 钒、铬含氧酸根的离子结构钒 V(V)在水溶液中形成钒酸根离子及钒的衍生物[66]，钒酸根离子包括单（H2VO4-、HVO42-、VO43-）和多聚态（V3O93-、V4O124-、V10O286-、HV10O285-2V10O284-等）。钒酸根的离子结构如图 1-2 所示，其中单核钒酸根 VO43-的电布和离子结构与磷酸根 PO43-十分相似，V、P 原子均呈+5 价，含氧酸根离构均呈四面体形，基于两种原子成键的相似性，可对 V(V)化学性质进行合推测。但相较于 PO43-，VO43-在中性和酸性环境下易聚合成同多酸离子。单酸根中的 V-O 不饱和键结构为离子间聚合提供了前提条件。V3O93-、V4O124-为环装结构，V 原子间以氧桥键相连，每个单体结构均有 1 个 V=O 键、1O-键和 2 个 O 氧桥键。V10O286-离子聚合度较高，结构复杂，呈三维环状，水溶液呈橘黄色。V10O286-离子整体包含 6 个 V=O 键、6 个 O-键和 14 个氧桥键。

【相似文献】