3。1。2 萃取动力学原理 20

3。2 实验部分 22

3。2。1 主要仪器与试剂 22

3。2。2 实验方法 22

3。3 数据处理和分析 22

3。3。1 萃取热力学 22

3。3。2 萃取动力学 25

3。4 萃取机理探讨 32

3。5 本章小结 34

结论 35

致谢 36

参考文献 37

第一章 绪论

1。1 研究背景与意义

萃取在湿法冶金中因为所用设备简单而被广泛应用在分离和富集金属离子，从矿 石中浸出液中，提取和富集有价金属；分离化学性质相近的金属离子；从冶金废渣、 烟尘及一些二次资源中提取有价金属[1]。而传统萃取技术在两相分离时会出现乳化现 象，分配比也不是很高。需要多次萃取，操作较为麻烦，耗时耗力且成本较高。因此， 需要研究开发简便、绿色环保的萃取富集分离钛的新技术。论文网

钛和钛合金被认为是 21 世纪的重要材料。作为“第三代金属”，钛具有高熔点、 高强度、重量轻、硬度大、耐腐蚀、可塑性强等优点。既是结构材料的理想材料，又 是新兴的功能材料。由于其稳定的化学性质，良好的抗强酸、抗强碱，耐高温、耐低 温等性质而被美誉为“现代金属”。钛以海绵钛、钛金属、钛合金、钛白粉等不同形式 广泛应用于工业的各个领域，在现代科技中也占有重要地位，被誉为“太空金属”、“未 来金属”、“生命金属”。

浊点萃取法(cloud point extraction, CPE)是液-液萃取的一种，是近年来新兴的萃取 分离技术。浊点现象是非离子表面活性剂所特有的相行为，浊点萃取就是以该相行为 为基础，并利用表面活性剂的增溶与分相作用，表面活性剂、金属离子和无机络合剂 形成三元缔合物而进入表面活性剂相而实现富集分离金属离子。该方法具有分离效率 高、试剂消耗少、成本低、操作简便、环境友好型、灵敏度高、回收率高等特点。并 且易于与一些仪器分析方法联用，其中包括：分光光度法、等离子体原子发射光谱法/质谱法[2]等。

国内外已有科研工作者对浊点萃取的基本原理和试验方法进行了研究[2]，但对其 在金属离子分离和富集中的应用方面进行深入的研究却鲜有提及，其萃取机理、热力 学、动力学、界面传质与萃取模型需进一步深入研究。以非离子表面活性剂浊点萃取 法分离和富集钛有非常好的研究及应用前景，以低品位钛铁矿、含钛高炉渣、含钛废 水为原料，对其中的钛进行萃取分离富集，进行工业生产人造金红石已有应用。

1。2 钛的性质和应用

钛（Titanium，Ti）是化学元素周期表中第 22 号元素，位于第四周期，IVB 族。 具有银白色金属光泽，其地壳中的含量在金属里面排第七位，广泛存在于水体、岩石及土壤中，主要以金红石 TiO2 、钛铁矿 FeTiO3 及钙钛矿等矿物的形式存在，含钛的 矿物多达七十多种，但是由于其在自然界中处于分散状态且提取困难，所以过去一直 被认为是稀有金属。钛是由英国格雷戈尔（W。Gregor）于 1971 年在康沃尔发现的。 德国克拉普罗特(Klaproth M H）在 1975 年研究金红石时再次发现这一元素，并命名 为 titanium（钛），1910 年美国科学家亨特首次用金属 Na 还原四氯化钛制取出高纯度