《戊二醛蒸汽修飾雙萃取劑浸漬樹脂釩分離機制研究》是依託武漢理工大學，由包申旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：戊二醛蒸汽修飾雙萃取劑浸漬樹脂釩分離機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：包申旭
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
釩是一種重要的戰略資源，從酸浸液中分離富集釩是濕法提釩亟待解決的關鍵問題。本項目採用戊二醛蒸汽浸潤修飾聚乙烯醇的新方法在P204-TBP雙萃取劑浸漬樹脂表層形成包覆膜，研究不同反應條件對包覆層特性（表面形貌、厚度、交聯度等）的影響。探討靜態吸附條件下，酸浸液中釩和主要雜質離子的吸附特徵，計算吸附熱力學參數，明確吸附等溫模型和動力學控制因素；研究包覆層特性對釩吸附動力學和吸附容量的影響。在柱式吸附條件下，通過吸附-淋洗實現釩和主要雜質離子的分離，探討這一過程釩和主要雜質離子的吸附-解吸動力學特徵，闡明釩和主要雜質離子的吸附-解吸機理及TBP在其中的協萃機制；通過與未包覆浸漬樹脂的比較，研究包覆層對循環使用過程中樹脂性能的影響。項目可以揭示浸漬樹脂對酸浸液中釩分離的機制，推動浸漬樹脂分離理論和技術的進步，具有重要的理論意義和工程套用價值。
結題摘要
溶劑浸漬樹脂是將萃取劑浸漬到多孔吸附樹脂上形成的一種新型吸附材料，它結合了溶劑萃取和離子交換的優點，具有吸附容量高、選擇性好、操作簡便和環境友好的特點。本項目的主要目的是提高溶劑浸漬樹脂的穩定性，並將其用於釩的分離富集。項目的主要研究內容和結果如下： （1）萃取劑在多孔樹脂中的分布與孔特徵密切相關。在微孔占主導地位的多孔樹脂中，萃取劑主要以在“孔壁鋪展”的方式存在，即以單分子層吸附為主，萃取劑的利用率較高，浸漬樹脂的穩定性較好；而在中孔或大孔居多的樹脂中，萃取劑主要以“孔道填充”的方式存在，萃取劑以多分子層吸附為主，萃取劑的利用率較低，浸漬樹脂的穩定性較差。樹脂基質與萃取劑的親和力越強，浸漬樹脂的浸漬率和吸附容量也越高。這一結論可為浸漬樹脂基質的選擇提供理論指導。 （2）超音波可以顯著促進萃取劑進入多孔樹脂，大大縮短浸漬平衡時間，在一定程度上還可以提高浸漬樹脂的吸附容量和穩定性。 （3）同樣條件下，P204-TBP雙萃取劑浸漬樹脂吸附釩的平衡時間比P204單萃取劑浸漬樹脂短，且前者對釩的分離效果明顯優於後者，這是由於TBP的加入改變了P204分子的存在形式，從而提高了釩的吸附速率。 （4）P204浸漬樹脂吸附V(IV)的最佳pH為2.0，且隨著釩濃度的上升，釩吸附量逐漸上升。隨著溫度的上升，釩吸附量也逐漸上升，表明V(IV)吸附過程為吸熱反應。 （5）利用P204浸漬樹脂可以有效實現含釩浸出液中釩的分離富集。在pH為1.0時，先將含釩浸出液溶液中的Fe(III)分離，然後合併吸附下液和含釩解吸液，調其pH為2.0，再分離V(IV) 和Al(III)。最終釩的回收率為91.47%，釩可以富集5倍左右。 （6）利用戊二醛蒸汽交聯聚乙烯醇（PVA）是一種有效的包覆方法。包覆時最佳的PVA濃度為3%，交聯時間為30min。包覆膜的存在可以有效阻止萃取劑的流失，顯著增強浸漬樹脂的穩定性，有助於浸漬樹脂的工業套用。
