若浸取液为碱性,则杂质含量较低;若为中性,特别是酸性,则杂质含量较高。净化除杂质的惯例手法是水解沉积,或加沉积剂。某些情况下也运用萃取剂或离子交流树脂。
一、沉积除杂质
沉积除杂质是根据溶度积原理。金属阳离子如铁、镁、锰等大多可水解发生沉积后去除。阴离子如 等则可参加沉积剂去除。净化作用首要取决于pH值及沉积剂的品种及用量。
杂质
Fe2-
Mn2+
水解pH值
10~12
10~12
9~10
9~10
9.5~11
8~9
沉积剂
Mg2+
Mg2+
Mg2+,
Ca2+
温度/℃
90
90
沉积物
Fe(OH)2
Mn(OH)2
MgCrO4
MgSiO3
MgNH4PO4
Ca3(PO4)3①Mg2+沉积剂过量,会生成Mg(VO3)2;
②pH值低于8, 易水解生成 ;pH值大于9,Ca2+易水解生成Ca(OH)2,均会使净化功率下降。
二、溶剂萃取法
用溶剂萃取剂能够有用的将钒萃取到有机相,最终经反萃取而得含钒溶液。一起能够使原始低钒溶液得到浓缩富集。开始萃取提钒首要是用于从含铀溶液中提取钒。有许多萃取剂可用以提取钒,如硫酸三丁酯(TBP)、二(2-乙基已基磷酸)(D2EHPA)、胺类化合物等。其代表性反响如下:
对四价钒 nVO2++m[(HA)2]=(VO)nA2n(HA)2(m-n)+2nh+
对五价钒
式中[HA]代表D2EHPA,萃取剂浓度一般在0.4mol/L,pH值=2。因D2EHPA对四价钒选择性更高,故可在萃取前加复原剂如铁粉、Na2S、NaSH等,使五价钒复原为四价。反萃剂则运用稀硫酸或10%的Na2CO3溶液。
运用醋酸戊酯从、硫酸混合液中萃取别离钒、铀,具有很高的功率。当HCl/V的浓度比为3或6 mol/1mol时,对萃取前液配加等体积的浓硫酸,则钒对铀的别离因子可别离到达150/1、1000/1,因而可优先萃取钒,然后使铀、钒得以高效别离。
当运用胺类萃取剂时,可运用仲胺、叔胺、季胺类萃取剂。水相介质为HCl、H2SO4,酸浓度0.5 mol/L,pH=3,金属1g/L,有机相0.1 mol/L,稀释剂为,此刻钒的分配系数大于200,故极易被萃取。
当运用阴离子型胺类萃取剂时,它只能萃取阴离子型的钒酸根,即五价钒离子。为此萃取前应运用将贱价钒悉数氧化成五价钒。胺类萃取剂能够在较宽的pH值范围内萃取钒,反萃能够运用 的性溶液,反萃后 在较高的pH值下会转变成结晶而分出。工业上常用的胺类萃取剂有叔胺(N235)、季胺(N263),它们萃取钒的功能如图1。从图中能够看出,叔胺的萃取率在pH=2~3时最高,而季胺盐在pH=5~9.5时坚持较高的萃取率。
图1 胺类萃取剂钒的萃取率与pH的联系
三、离子交流法
运用阴离子交流树脂能够有用地吸附钒酸根。常用的树脂有Amberlite、IRA-400、IRA-401、IRA-402、IRA-410、IRA-420以及DOWEX-1、DOWEX-2等。都归于强碱性、含氯离子的高交流容量树脂。其交流反响如下:
式中R代表树脂。上述反响是可逆的。当溶液中Cl-浓度较低时(例如低于1 mol/L),pH为6~7.2有利于反响向右进行。当Cl-离子浓度足够高时(例如达4 mol/L),上述反响将使树脂解吸, 将被淋洗而回来溶液。上述反响的平衡式如下:
K=[RV] [Cl]4/[S-RV] [V]
式中 K-平衡常数,对Amberlite IRA-402,K=86;
RV-树脂上钒离子浓度;
S-树脂总交流容量;
[V]-溶液中钒离子浓度;
[Cl]-溶液中氯离子浓度。
若溶液中的钒以四价态存在,因VO2+系阳离子,故不能被上述阴离子交流树脂吸附。为此需加氧化剂如NaClO3,使四价钒氧化成五价钒才干被吸附。然后含钒树脂的淋洗也能够使用复原剂如SO2水溶液淋洗,则五价钒被复原的一起,会从树脂上解吸下来。
一、沉积除杂质
沉积除杂质是根据溶度积原理。金属阳离子如铁、镁、锰等大多可水解发生沉积后去除。阴离子如 等则可参加沉积剂去除。净化作用首要取决于pH值及沉积剂的品种及用量。
杂质
Fe2-
Mn2+
水解pH值
10~12
10~12
9~10
9~10
9.5~11
8~9
沉积剂
Mg2+
Mg2+
Mg2+,
Ca2+
温度/℃
90
90
沉积物
Fe(OH)2
Mn(OH)2
MgCrO4
MgSiO3
MgNH4PO4
Ca3(PO4)3①Mg2+沉积剂过量,会生成Mg(VO3)2;
②pH值低于8, 易水解生成 ;pH值大于9,Ca2+易水解生成Ca(OH)2,均会使净化功率下降。
二、溶剂萃取法
用溶剂萃取剂能够有用的将钒萃取到有机相,最终经反萃取而得含钒溶液。一起能够使原始低钒溶液得到浓缩富集。开始萃取提钒首要是用于从含铀溶液中提取钒。有许多萃取剂可用以提取钒,如硫酸三丁酯(TBP)、二(2-乙基已基磷酸)(D2EHPA)、胺类化合物等。其代表性反响如下:
对四价钒 nVO2++m[(HA)2]=(VO)nA2n(HA)2(m-n)+2nh+
对五价钒
式中[HA]代表D2EHPA,萃取剂浓度一般在0.4mol/L,pH值=2。因D2EHPA对四价钒选择性更高,故可在萃取前加复原剂如铁粉、Na2S、NaSH等,使五价钒复原为四价。反萃剂则运用稀硫酸或10%的Na2CO3溶液。
运用醋酸戊酯从、硫酸混合液中萃取别离钒、铀,具有很高的功率。当HCl/V的浓度比为3或6 mol/1mol时,对萃取前液配加等体积的浓硫酸,则钒对铀的别离因子可别离到达150/1、1000/1,因而可优先萃取钒,然后使铀、钒得以高效别离。
当运用胺类萃取剂时,可运用仲胺、叔胺、季胺类萃取剂。水相介质为HCl、H2SO4,酸浓度0.5 mol/L,pH=3,金属1g/L,有机相0.1 mol/L,稀释剂为,此刻钒的分配系数大于200,故极易被萃取。
当运用阴离子型胺类萃取剂时,它只能萃取阴离子型的钒酸根,即五价钒离子。为此萃取前应运用将贱价钒悉数氧化成五价钒。胺类萃取剂能够在较宽的pH值范围内萃取钒,反萃能够运用 的性溶液,反萃后 在较高的pH值下会转变成结晶而分出。工业上常用的胺类萃取剂有叔胺(N235)、季胺(N263),它们萃取钒的功能如图1。从图中能够看出,叔胺的萃取率在pH=2~3时最高,而季胺盐在pH=5~9.5时坚持较高的萃取率。
图1 胺类萃取剂钒的萃取率与pH的联系
三、离子交流法
运用阴离子交流树脂能够有用地吸附钒酸根。常用的树脂有Amberlite、IRA-400、IRA-401、IRA-402、IRA-410、IRA-420以及DOWEX-1、DOWEX-2等。都归于强碱性、含氯离子的高交流容量树脂。其交流反响如下:
式中R代表树脂。上述反响是可逆的。当溶液中Cl-浓度较低时(例如低于1 mol/L),pH为6~7.2有利于反响向右进行。当Cl-离子浓度足够高时(例如达4 mol/L),上述反响将使树脂解吸, 将被淋洗而回来溶液。上述反响的平衡式如下:
K=[RV] [Cl]4/[S-RV] [V]
式中 K-平衡常数,对Amberlite IRA-402,K=86;
RV-树脂上钒离子浓度;
S-树脂总交流容量;
[V]-溶液中钒离子浓度;
[Cl]-溶液中氯离子浓度。
若溶液中的钒以四价态存在,因VO2+系阳离子,故不能被上述阴离子交流树脂吸附。为此需加氧化剂如NaClO3,使四价钒氧化成五价钒才干被吸附。然后含钒树脂的淋洗也能够使用复原剂如SO2水溶液淋洗,则五价钒被复原的一起,会从树脂上解吸下来。