Mo(Ⅵ)-V(Ⅴ)-H_2O体系的热力学分析

通过热力学计算,绘制Mo（Ⅵ）-V（Ⅴ）-H2O体系中不同Mo,V浓度下各物质随p H值变化的平衡图（25℃）,为现行的钼钒分离技术提供理论依据。对计算结果分析可知,碱性溶液中Mo元素以单钼酸根形式存在,而V元素在弱碱性条件下即聚合为同多钒酸根。由于聚合阴离子与吸附剂的结合能力通常强于单核阴离子,故可从p H=7-8的溶液中实现Mo,V有效分离。当溶液p H值降至中性时,单钼酸根开始聚合成同多钼酸根;而p H值降至弱酸性时,同多钒酸根和同多钼酸根转变成多种钼钒杂多酸根。由于p H=6.5-7的溶液中杂多酸根的比例较少,添加试剂促进杂多酸根的解聚有助于钼钒的分离;p H=2-6的溶液中两者难以分离的原因在于杂多酸根的比例很大。

W(Ⅵ)-V(Ⅴ)-H_2O体系钨钒分离的热力学分析

通过热力学计算绘制25℃时W(Ⅵ)-V(Ⅴ)-H_2O系中存在的离子随pH、钨、钒浓度变化的热力学平衡图,并总结其变化规律。通过热力学分析,从理论上寻找到钨、钒在混合溶液中存在形式上的差异,并据此提出钨钒分离的技术路线。钒形成聚合离子的能力强于钨。在pH约为8.5~9.0的条件下,溶液中绝大部分的钒以聚合离子形式存在,而钨则几乎全部为单核离子,利用该差异通过合理的分离手段即可实现二者的有效分离;而在钨、钒浓度均较低时,体系会在pH较低的条件下形成VO_2^+离子,而此时钨的存在形式全部为阴离子,因而,采用阳离子萃取剂或阳离子树脂可望选择性地将VO_2^+从溶液中分离。

V(Ⅴ)-Fe(Ⅲ)-S(Ⅵ)-H2O系热力学研究与钒铁分离方法理论

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+2阳离子的形式存在;弱酸条件(0.5<pH)时由于硫酸根的配位作用,铁逐渐由Fe^3+转变为FeSO+4及Fe(SO4)2-阴离子,而钒由VO2+2逐步转变为VO2SO4-及各种聚合阴离子。定义pH50%为含钒或铁阴离子的摩尔分数为50%时的pH值。溶液中钒浓度越高,pH50%,V越小;铁浓度越高,pH50%,Fe越大;硫浓度增高,pH50%,Fe减小。在pH50%,V^pH50%,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。

Mo(VI)-V(V)-H_2O系的热力学平衡与钼酸盐深度除钒工艺的理论分析

针对钼酸盐深度除钒,计算并绘制了Mo(VI)-V(V)-H_2O系中存在的各种单核离子、同多酸根离子、杂多酸根离子随pH以及浓度变化的热力学平衡图,并全面分析了其变化规律,随后利用热力学计算对现有的钼酸盐深度除钒工艺进行了理论分析。研究结果表明,在pH下降的过程中,VO_4^(3-)会率先转变为聚合的偏钒酸根离子,而钼则在相对较低的pH下才会形成聚合离子,并且聚合开始时p H还会随着钼浓度的下降而降低。当pH=2.0~5.5时体系中会形成大量的钼钒杂多酸根离子。低浓度钼钒混合溶液会在强酸性条件下形成MoO_2^(2+)和VO_2^+,但钒形成阳离子的能力要强于钼。目前钼酸盐深度除钒的工艺从原理上可归为两类,即利用钒在弱碱性范围内会优先生成聚合离子以及利用酸性条件下钒更易生成阳离子的性质。通过热力学平衡计算,可较为准确地对这些工艺在处理不同浓度料液时的最佳pH范围进行预测。