離心萃取分離釩頁巖酸浸液中釩鐵的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)

　　釩作為一種重要的戰(zhàn)略金屬，廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)藥、全釩液流電池儲(chǔ)能和國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域。其中，釩頁巖作為一種低品位多金屬共生礦，儲(chǔ)量豐富，是我國(guó)主要的含釩資源之一，其釩儲(chǔ)量占總釩儲(chǔ)量的87%。當(dāng)前，從釩頁巖提釩工藝所得的含釩浸出液主要采用溶劑萃取和離子交換兩種工藝實(shí)現(xiàn)釩與雜質(zhì)的分離富集。

　　釩頁巖酸浸液中含有多種雜質(zhì)元素，尤其是鐵的存在給釩的提純帶來了極大的困難。傳統(tǒng)的溶劑萃取方法通常需要多級(jí)串聯(lián)才能實(shí)現(xiàn)有效的分離，這不僅增加了設(shè)備投資和運(yùn)行成本，還導(dǎo)致了分離純度與效率難以兼得的問題。如何高效地從釩頁巖酸浸液中分離出高純度的釩，成為了行業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問題。

　　目前，溶劑萃取法因其穩(wěn)定性強(qiáng)、富集比高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在釩頁巖提釩的工業(yè)生產(chǎn)中較為廣泛應(yīng)用。常用的萃取劑為二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)，能夠有效富集釩并與其雜質(zhì)分離。然而，P204對(duì)Fe(Ⅲ)與V(V)的選擇性較差，因此，為了避免Fe(Ⅲ)的共萃，通常需添加過量還原劑使Fe(Ⅲ)還原成Fe(Ⅱ)，從而降低Fe的萃取率。離心萃取技術(shù)的工作原理離心萃取技術(shù)通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力加速兩相流體的強(qiáng)制混合與快速分離，克服了傳統(tǒng)方法的諸多弊端。典型工藝流程以某釩頁巖酸浸液為例，采用離心萃取技術(shù)分離釩鐵的典型工藝流程如下：

　　1. 逆流萃?。汉C的酸浸液與萃取劑(如P204)逆流接觸，釩優(yōu)先與萃取劑絡(luò)合進(jìn)入有機(jī)相，而鐵則富集于水相。

　　2. 洗滌純化：負(fù)載釩的有機(jī)相用稀酸洗滌，去除夾帶的微量雜質(zhì)，進(jìn)一步提高釩的純度。

　　3. 反萃取：以酸性溶液反萃有機(jī)相中的釩，獲得高純度的釩富集液。

　　研究表明，在離心萃取工藝中，當(dāng)P204的體積比用量由15%增加至40%時(shí)，釩萃取率由87%提升至93.84%。同時(shí)，在相同條件下，常規(guī)萃取工藝所得的釩萃取率始終低于離心萃取工藝中的釩萃取率。此外，離心萃取工藝中釩的萃取容量可達(dá)70.45 g/L，而常規(guī)萃取工藝中僅為52.63 g/L。離心萃取工藝中Fe萃取率由11.9%降低至5.3%，V/Fe分離系數(shù)由41.78提升至127。

　　CWL-M離心萃取的優(yōu)勢(shì)相比傳統(tǒng)分離方法，離心萃取機(jī)具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：

　　1. 高效性：?jiǎn)渭?jí)萃取時(shí)間縮短至秒級(jí)，級(jí)效率提升5-8倍，極大提高了生產(chǎn)效率。

　　2. 環(huán)保性：溶劑循環(huán)利用率高達(dá)90%，廢水排放量減少60%，降低了環(huán)境污染。

　　3. 適應(yīng)性：可處理強(qiáng)酸(如硝酸、鹽酸)、強(qiáng)堿和強(qiáng)腐蝕性場(chǎng)合，兼容多種萃取劑，適用于各種復(fù)雜工況。

　　4. 經(jīng)濟(jì)性：節(jié)省人力成本，洗滌劑和萃取劑可循環(huán)使用，處理量大，占地面積小，單位成本低。

　　5. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：設(shè)備采用撓性懸掛式結(jié)構(gòu)，自動(dòng)對(duì)中，高速穩(wěn)定，無傳動(dòng)附件，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)。

　　新型離心萃取機(jī)在釩頁巖酸浸液中分離釩鐵的應(yīng)用，不僅實(shí)現(xiàn)了釩元素的高效分離，還推動(dòng)了釩產(chǎn)業(yè)向綠色、高效的方向發(fā)展。通過高效的傳質(zhì)過程、快速的分離能力和智能化的控制手段，離心萃取技術(shù)大幅提升了釩的回收率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本和環(huán)境影響。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，離心萃取技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，推動(dòng)我國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)邁向新的高度。