攀西紅格地區大宗特色高鉻型釩鈦磁鐵礦為鐵、釩、鈦、鉻等典型多金屬共伴生礦產資源,開發利用意義重大。現有的提取工藝難于對我國高鉻型釩鈦磁鐵礦實現高效綜合利用和清潔生產,存在有價金屬(釩、鉻和鈦)的回收率低、能耗高和環境污染等問題。本研究團隊提出一條新型提取工藝,包括選擇性還原高鉻型釩鈦磁鐵礦精礦,磁選分離后得到磁性的鐵精粉,非磁性的含釩鉻鈦渣用鹽酸酸浸得到含釩、鉻等的浸出液,而鈦保留于固相中成為富鈦渣,從而有可能提高該礦產資源中鐵、釩、鉻和鈦的綜合利用率。該新工藝中的鹽酸浸出液為含釩和鉻等的酸性氯化物溶液,其特點是酸度高、雜質多和含鐵濃度高,從該氯化物溶液中選擇性分離與回收釩、鉻和鐵是該新工藝的關鍵工序之一,目前針對酸性氯化物溶液中釩、鉻、鐵與鈣、鎂、鋁、錳、鈦、硅分離工藝的研究尚未見報道。本論文系統的研究了從酸浸液中進行有價元素釩、鉻、鐵與雜質的選擇性分離,為酸性氯化物體系中釩、鐵、鉻資源的高效分離利用提供了一條新的途徑,取得的主要研究成果如下:1)酸性氯化物溶液中優先提取釩、鉻的研究。研究結果表明采用優化的D2EHPA作萃取劑時,經過兩級萃取釩的萃取率雖達97.1%,但鐵的萃取率為9.8%,鉻的萃取率為7.9%,分離效果尚不夠理想。同時,對萃取釩后的萃余液進行鐵與鉻分離研究發現,萃取法(研究了不同種類的萃取劑、不同的萃取條件、不同的還原劑、添加掩蔽劑)、水解法和磷酸鹽沉淀法均未能達到鉻的選擇性提取實現鐵、鉻分離的目的。2)酸性氯化物溶液中優先萃取鐵的研究。通過上述研究證實在大量鐵存在的情況下,釩和鉻的回收困難,所以需要先進行鐵的分離以便后續釩、鉻的回收。為了強化萃取過程,研發了一種新型協同萃取鐵體系TBP-MIBK,該體系具有萃取鐵的容量大、萃取分相良好、分離效果好等優點。首先對該協萃體系萃取行為進行研究,在優化的萃取條件下,鐵的一級萃取率達86.7%,釩和鉻幾乎不被萃取;其次對該協萃體系反萃行為進行研究,在優化的反萃條件下,鐵的一級反萃率達91.6%;最后用熱力學計算軟件和光譜表征對TBP-MIBK協同萃取劑萃取高酸性體系中鐵的機理進行研究,MIBK的增溶作用使TBP-MIBK混合萃取劑的萃取能力比單一萃取劑大幅度提高。3)酸性氯化物溶液中選擇性萃取釩的研究。針對萃取鐵后的萃余液中釩的有效萃取分離,為了強化萃取過程,研發了一種新型協同萃取釩體系Aliquat 336-TBP,該體系具有萃取動力學快速、分離效果好、釩反萃容易等優點。首先對該協萃體系萃取行為進行研究,在優化的萃取條件下,釩的三級萃取率達90.2%,鉻幾乎不被萃取;其次對該協萃體系反萃行為進行研究,在優化的反萃條件下,釩的一級反萃率達92.4%;最后用熱力學計算軟件和光譜表征對Aliquat336-TBP協同萃取劑萃取高酸性體系中釩的機理進行研究,Aliquat 336的增溶作用使Aliquat 336-TBP混合萃取劑的萃取能力比單一萃取劑大幅度提高。4)酸性氯化物溶液中高效萃取鉻的研究。針對鐵的萃取去除和釩的回收后的萃余液中鉻的高效萃取,為了強化萃取過程,研發了一種新型協同萃取鉻體系D2EHPA-異辛醇,該體系具有萃取鉻能力強、萃取分相良好、鉻反萃較容易等優點。首先對該協萃體系萃取行為進行研究,研究了不同的工藝參數對鉻的萃取的影響,確定了優化的萃取條件;其次對該協萃體系反萃行為進行研究,研究了不同的工藝參數對鉻的反萃的影響,確定了優化的反萃條件;最后用熱力學計算軟件和光譜表征對D2EHPA-異辛醇協同萃取劑萃取酸性氯化物體系中鉻的機理進行研究,由于異辛醇使D2EHPA的二聚分子環打開,為萃取反應提供了更多的萃取位,所以使D2EHPA-異辛醇混合萃取劑的萃取能力比單一萃取劑大幅度提高。5)酸性氯化物溶液中選擇性提取鉻的研究。經過鐵的萃取去除和釩的回收,實際高鉻型釩鈦磁鐵礦的酸浸液中還含有鈣、鎂、鋁、錳、鈦、硅等雜質。D2EHPA-異辛醇協同萃取體系雖然可以實現鉻的高效萃取,但是不能實現鉻的選擇性分離。為了實現酸性氯化物體系中鉻與雜質的分離,采用添加可以與三價鉻絡合的硝酸根離子,使三價鉻的離子形態與雜質的離子形態不同,用Cyanex 923作萃取劑達到鉻選擇性分離的目的。首先對Cyanex 923的萃取行為進行研究,研究了不同的工藝參數對鉻萃取的影響,確定了優化的萃取條件;其次對Cyanex 923的反萃行為進行研究,研究了不同的反萃劑對鉻反萃的影響,確定了優化的反萃條件。結果表明鈣、鎂、鋁、鈦、錳、硅雜質元素均不影響鉻的萃取,同時可以實現鉻的高效反萃。