摘要：本实验采用有机萃取的方法从萃钒余液中回收铝，以P204为主萃剂，#油为稀释剂，Nl/lHCl和N/lH2SO4为反萃剂，萃取率在95%以上，反萃率在97%以上，同时研究了Fe对萃取的影响。本次实验数据可做为进一步扩大实验的有效参考。
关键词：有机萃取 萃取设备 萃取工艺 萃铝
1 引言
铝是国民经济中不可缺少的基础原材料，但我国铝资源的贮量仅占世界总贮量的7.2%，人均储量更少。统计数据表明，1996～2002年进口氧化铝占市场供应的35%左右[1]。而萃钒废水中含有大量的铝，因此，开展萃钒废水中铝资源回收技术的研究，对防治环境污染，保障人体健康，促进国民经济的发展均具有重要意义。
目前，现有废水铝回收方法主要有酸碱法[2-5]，离子交换萃取法[6-7]和组合膜法。酸碱法有成本低的优点，但存在着分离效果差，回收铝纯度低，无法重复使用等缺点。有学者以等摩尔的单、二—(2一乙基己基)磷酸直接萃取pH=2的污泥浆液，可获得较高的铝回收率和铝纯度，但是回收铝的浓度和酸度未能达标。组合膜法回收的铝纯度很高，可是该方法目前仅处于实验室研究阶段，其工程可行性及经济性尚不清楚。因此，废水中铝回收技术还需进一步研究探索。
本实验以P204为萃取剂，研究了萃钒废水中铝的萃取工艺，该工艺流程简单，铝的回收率高，可循环使用，萃取剂的损失量小，具有较高的实用价值。
2 萃取原理与流程
P204属于酸性萃取剂，其萃取铝离子的反应方程式可表示如下：
其中下标A、O分别代表水相和有机相。从式中可以看出，P204萃取铝的过程中会产生H+，从而改变水相的PH，而P204萃取铝的速率与水溶液的介质有关，因此水相PH对萃取有很大的影响，在萃取时需不断调整PH值以保证萃取的顺利进行。
本次实验工艺流程如下：
图1 萃取工艺流程
3 实验
3.1 实验试剂
P204(二-(2-乙基己基)磷酸酯)， #油；萃钒后余液等。
3.2 实验步骤及方法
1 铝萃取剂的配置：将N%的P204和N%的260#油放入烧杯中，搅拌30分，使其充分溶解、水洗（用蒸馏水与磺化后的萃取剂放入烧杯中搅拌30分，静置，分相）后，进行萃铝实验。
2 氧化：用H2O2将除矾后的浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，用0.Nmol/l的NaOH调PH到N使其沉淀，过滤。以减少其对萃铝的干扰。
3 调PH：经除矾后的浸出液用氨水和稀H2SO4调PH到N，过滤。
4 萃取：将经除矾和PH值为n的浸出液和铝萃取剂（NP204+ ＃油）装入烧杯中，搅拌15分钟，放入分液漏斗中静置、分相。每一次萃取后要重新调PH到N，若有沉淀，需过滤。
5 反萃：将含铝的萃取液和反萃剂（N%HCl或nmol/lH2SO4）装入烧杯中，搅拌30分钟，放入分液漏斗中静置、分相。此实验采用三级错流萃取方案。
6 萃取剂再生：将使用后的铝萃取剂经皂化（N%的NaOH和旧萃取剂放入烧杯中搅拌30分，静置，分相）、磺化（nmol/lH2SO4和皂化后的旧萃取剂放入烧杯中搅拌30分，静置，分相）和水洗（用蒸馏水与经皂化、磺化后的旧萃取剂放入烧杯中搅拌30分，静置，分相）后，进行下一步的萃铝实验。
4 结果与讨论
4.1 实验现象
表1 萃取实验现象
编号 | PH值 | 萃取级数 | 单级萃取时间 | 实验现象 |
1 | 3.5 | 三级 | 15min | 一级萃取后，有大量白色晶体出现，水相PH值降至1～2，此时，需重调PH到N；二级萃取时，白色晶体依然存在，直至三级萃取时，仍有白色晶体出现。 |
2 | 3.5 | 三级 | 15min | 在萃取前将Fe2+氧化成Fe3+，调PH到N，产生沉淀，过滤。再进行萃取，白色晶体减少，水相溶液不混浊。 |
由萃取实验现象表1可知：萃取前将原液中的Fe2+氧化成Fe3+，再调PH到N用沉淀法除去后，萃取过程的白色沉淀有所减少。因此，在萃取的过程中出现的大量白色晶体有一部分是因为Fe2+的存在造成的，所以，萃取前的氧化除铁十分必要；另外就是萃取剂的磺化，未经磺化的萃取剂萃取后，水相颜色变混浊，不利于分相。
有表2可以看出，用N%HCl和Nmol/L H2SO4反萃的区别在于：用N%HCl反萃铝的同时，Fe3+和Fe2+出同时被反萃了下来，这从反萃后水相的颜色发黄便可看出；而用Nmol/L H2SO4反萃后，水相颜色为无色，说明反萃后的水相中Fe3+和Fe2+的含量不高。
表2 反萃实验现象
编号 | 反萃剂 | 单级反萃时间 | 实验现象 |
1 | N%HCl | 30 | 反萃后，水相溶液为淡黄色。说 明有少量的Fe3+和Fe2+。 |
4 | Nmol/L H2SO4 | 30 | 此次实验为四级反萃，实验现象与2、3相同。 |
4. 2 实验数据
从表来看，铝萃取剂在萃铝的同时，对于Fe3+也有一定的萃取率，在反萃的过程中进入水相，干扰最终实验结果，就是存在于有机相中，时间一长也会影响萃取效果。因此，在进行萃取实验前必需用沉淀法来除铁。
5 结论
通过本次实验得出以下结论：
1. 萃取剂在萃取前必需经进磺化，否则萃取时易发生乳化现象；原液在萃取前需氧化，用沉淀法除去原液中的铁。
2. 本实验所采用工艺流程萃取率在90%以上，反萃率97%以上，萃取效果良好，工艺流程可做为进一步中试实验的参考。
参考文献
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