V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系热力学研究与钒铁分离方法理论

作者：刘景文; 阳征斐; 周鹏; 李飞^*

来源：中国有色金属学报, 2020, 30(04): 912-919.

• V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系
• 热力学
• pH50%
• 溶剂萃取
• 离子交换

针对酸浸液钒铁分离的难题,绘制298 K时V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系中存在的各种离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,全面分析钒、铁物种随pH和钒、铁、硫浓度的变化规律,在此基础上提出相应的钒铁分离方法并进行理论分析。结果表明:强酸条件(-1<pH<0.5)时铁和钒分别以Fe3+和VO2((10))阳离子的形式存在;弱酸条件(0.5<p H)时由于硫酸根的配位作用,铁逐渐由Fe3+转变为Fe SO4((10))及Fe(SO4)2-阴离子,而钒由VO2((10))逐步转变为VO 2S O4-及各种聚合阴离子。定义p H50%为含钒或铁阴离子的摩尔分数为50%时的p H值。溶液中钒浓度越高,p H50%,V越小;铁浓度越高,p H50%,Fe越大;硫浓度增高,p H50%,Fe减小。在p H50%,V～p H50%,Fe的酸度范围内,鉴于钒和铁赋存离子电性的差异,选择碱性萃取剂或离子交换树脂优先吸附钒聚合阴离子,或选择酸性萃取剂或离子交换树脂优先吸附铁,均可达到钒和铁的有效分离。

• 单位
  化学化工学院; 吉首大学