酸性釩溶液中錳的脫除研究進展

張菊花 ，梁 月 ，常雨微，惠旭杰

（1.武漢科技大學,鋼鐵冶金及資源利用省部共建教育部重點實驗室,湖北 武漢 430081；2.武漢科技大學,省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室,湖北 武漢 430081；3.武漢科技大學材料與冶金學院,湖北 武漢 430081）

0 引言

釩是一種重要的戰略資源[1]，主要賦存于釩鈦磁鐵礦和石煤中。釩鈦磁鐵礦精礦經過高爐-轉爐得到釩渣[2]，釩渣是工業提釩的主要原料，除V2O5外，釩渣還含有鐵、錳、鈣、鎂、硅、鋁等大量雜質。常用的提釩工藝一般有鈉化焙燒-水浸提釩、鈣化焙燒-酸浸提釩、亞熔鹽法提釩、無鹽氧化焙燒提釩、熔融釩渣氧化提釩和直接浸出法提釩等。相對于目前工業上技術相對成熟的鈉化焙燒-水浸提釩而言，鈣化焙燒-酸浸提釩是一項頗具有工業應用前景的提釩技術，其焙燒工序清潔高效、添加劑價廉易得、原料適用性強、廢液和尾渣易于回收利用。釩渣經氧化鈣化焙燒、酸浸處理，浸出過程中部分雜質如鐵、鋁可以在弱酸性范圍內通過調節體系pH 控制其溶解度，并使其水解脫除，但是雜質錳在浸出過程中約10%～60%會進入到酸性釩溶液中，影響后續釩的沉淀率和釩產品的質量，所以要經過特定的凈化處理，去除酸浸液中的錳。此外，生產過程產生的廢水中含有高濃度的錳，排放到自然界中會對環境造成嚴重污染，并且造成大量資源浪費。脫除回收溶液體系中的錳一方面可以提高伴生礦中目標金屬產品的質量，另一方面可以實現錳資源的回收利用，節約資源并大大降低重金屬排放對環境造成的影響[3]。近年來，國內外關于溶液體系中錳的脫除進行了大量研究，但是針對于酸性含釩溶液中脫除雜質錳的研究鮮有報道。

錳的價態有很多，有0 到+7 價之間所有的價態。酸性釩溶液中雜質錳的濃度較高，主要以Mn2+的形式存在，且目標元素釩在酸性較高或堿性體系中均易與溶液中其他離子形成沉淀，給該溶液體系脫除錳帶來困難。筆者梳理了關于酸性含釩溶液中錳脫除的研究現狀，對近年來溶液體系中錳的脫除技術的研究進展進行綜述，闡明了不同除錳方法的原理、脫除條件及脫除效果，目的是找到一種高效、高選擇性、低成本的去除含釩酸浸液中雜質錳的方法。

1 酸性含釩溶液中雜質錳脫除條件的探討

圖1 是 25 ℃和100 ℃下的Mn-H2O 系E-pH關系，從圖1 可見，無論溫度為25 ℃或者100 ℃時，當pH 值高于7.6 之后，Mn2+就不能穩定存在。

圖1 25 ℃和100 ℃下的Mn-H2O 系E-pH 關系Fig.1 E-pH graph for Mn-H2O system at 25 ℃ and 100 ℃

酸性釩溶液中雜質錳的脫除效率要綜合考慮錳的脫除率和釩的損失率，同時要避免向體系中引入新離子。不同于鎳、鈷、鋅等含錳溶液體系中，目標元素在pH<6.0 范圍內均能以穩定的二價陽離子形式存在（如圖2 所示）。釩溶液中釩的存在形式與體系pH 值關系密切，由圖3 可知，當pH 值低于2.5 時，V（V）以陽離子VO2+形式存在，隨著體系pH值升高，其質子化轉化為釩酸，當pH 值大于4.5（100 ℃）或者5.0（25 ℃）時，釩酸逐漸去質子化轉化為釩酸根陰離子，而這些陰離子極容易與溶液中的雜質離子Ca2+、Mg2+、Mn2+形成釩酸鹽沉淀，同時體系中以正硅酸形式存在的雜質硅隨著pH 升高，其聚合反應速率加快，pH 為5.0 時，其穩定性最差，凝聚時間最短。所以要想在盡量保證不損失釩的前提下回收溶液中的錳，就要適當的調整溶液體系的酸堿度和釩的濃度，避免溶液中釩轉化成陰離子，避免溶液中雜質硅大量絮凝而產生無選擇性吸附。所以，酸性釩溶液中雜質Mn 的脫除需在pH≤5.0 的范圍內進行。上述原因為該溶液體系中雜質Mn 的高效、高選擇性脫除帶了諸多困難。

圖2 25 ℃下Me-H2O 系E-pH 關系Fig.2 E-pH graph for Me-H2O system at 25 ℃

圖3 25、55 ℃和100 ℃下的V-H2O 系E-pH 關系Fig.3 E-pH diagram for V-H2O system at 25,55 ℃ and 100 ℃

2 溶液體系中錳脫除的研究進展

近年來，關于溶液體系中雜質錳脫除的研究日益成熟，主要有化學沉淀法、萃取法、吸附法、電化學法和離子交換法等。這些研究為酸性含釩溶液中錳的脫除提供了新思路及技術指導。

2.1 化學沉淀法

2.1.1 高錳酸鉀沉淀法

高錳酸鉀是一種強氧化劑，可以把溶液中的二價錳氧化為二氧化錳，同時自身還原成二氧化錳沉淀，反應式為：

在酸性溶液中，高錳酸鉀的氧化還原電位為1.69 V，在堿性的溶液中，高錳酸鉀的氧化還原電位為1.14 V，低于酸性溶液中的氧化還原電位。所以高錳酸鉀在酸性溶液中的除錳效果更佳。應皆榮[4]利用高錳酸鉀去除酸性氧化鈷溶液中的Mn2+，研究結果表明,一定用量的高錳酸鉀在酸性條件下可以將溶液中的Mn2+氧化為二氧化錳沉淀，從而去除錳離子。周風云[5]利用高錳酸鉀作為氧化劑去除硫酸鎳浸出液中的錳，控制浸出液的pH 在4 左右時，錳的脫除率可以達到92%左右。陳瑩博[6]利用高錳酸鉀去除廢舊鋰電池正極材料酸浸液中的錳，研究發現，當溶液的pH 為5.5，反應溫度為10 ℃，反應時間控制在10 min 左右時，溶液中的錳得以有效去除。

2.1.2 SO2/O2沉淀法

SO2是一種還原劑，適當比例的SO2/O2混合物是一種強氧化劑，可以有效地去除溶液中的錳[7]。主要反應機理為：

在pH 為1～6 和溫度為25～80 ℃的范圍內，Mn2+會自發的氧化為沉淀MnO2/Mn2O3，在pH<3 時，Mn2+的氧化速度較慢，pH>4 時，Mn2+的氧化速度迅速增加[8]。Zhang[9]利用SO2/O2氧化沉淀法對紅土廢液中的錳進行脫除。結果發現，在pH 為6～7 范圍內，當錳含量小于10 mg/L 時，錳的去除率達到了99.5%。Menard[10]在80 ℃下向中性浸鋅溶液中通入SO2和O2的混合氣體來氧化沉淀錳，研究發現控制合適的SO2和O2的比例和氣體流速等因素，SO2和O2混合氣體可以有效地去除中性浸鋅溶液中的錳。

2.1.3 氫氧化物和碳酸鹽沉淀法

溶液中的金屬離子以氫氧化物和碳酸鹽形式沉淀脫除是濕法冶金中溶液凈化的主要方法。Zhang[11]研究了通過NaOH 和NaCO3對典型紅土鎳礦廢液中的錳進行去除和回收。在溶液溫度為60 ℃，pH 為8 左右時，NaOH 和NaCO3對溶液中錳的去除與回收均有一定效果，錳的沉淀率達到了90%。Silva[12]利用石灰石去除低錳（16.5 mg/L）工業廢水中的錳，研究發現使用粉末狀的方解石灰石對錳的去除效果良好，溶液初始pH 影響除錳效果。當溶液初始pH 為5.5 時，溶液中錳的去除率僅有42.6%，當溶液pH 為8.8 時，錳的去除率達到了97%。Silva[13]又嘗試用碳酸鈉和石灰石混合物去除高錳（2 000 mg/L）礦井水中的錳，研究發現當溶液的pH 高于8.5 時，錳的去除率達99.9%。

2.1.4 CO2沉淀法

雖然碳酸鹽沉淀被認為是一種有效的除錳方法，但這種傳統方法所得碳酸錳沉淀物純度低。有學者研究向高濃度含錳廢液中鼓入CO2來回收其中的錳。MnCO3的溶度積低于CaCO3和MgCO3的溶度積，所以MnCO3沉淀更容易生成，反應機理如下[14]：的濃度隨著pH 的升高而升高。根據式（13）和式（14）可以計算出碳酸錳完全沉淀時所需的理論pH 值為6.6，此時溶液中的接近飽和，如果pH 過高會生成難溶的CaCO3和MgCO3沉淀,從而影響了MnCO3沉淀的純度。

在該溶液體系中，

杜兵[15]利用CO2和氨水回收電解錳濾渣液中可溶性錳，用氨水調節電解液的pH 為7.5，此時錳的溶出率為75%左右；Wang[16]向電解錳濾渣液中同時鼓入CO2和氨氣，發現氨氣和CO2組合使用沉淀錳的效果較好，且在pH 為6～12 時錳的沉淀效果更好。杜冬云[17]和梅穎[14]利用CO2選擇性分離含錳廢水中的錳，研究發現當控制pH 為6.6 時，錳的回收率可達到99.79%。

2.1.5 過硫酸銨沉淀法

過硫酸銨是一種強氧化劑，可以將Mn2+氧化為繼續與硫酸錳發生反應生成MnO2沉淀。反應式為：

使用過硫酸銨去除溶液中的錳離子對溶液含錳量沒有強制要求，但是其他條件例如體系pH 值要嚴格控制。過硫酸銨在ZnSO4溶液體系中應用較為廣泛，并且表現出良好的除錳效果。范興祥[18]選擇過硫酸銨法去除ZnSO4溶液中的Mn2+，通過一系列的試驗發現，最佳的pH 值為5.4，在此pH 下，Mn2+易被氧化為亞二氧化錳沉淀，但是若提高pH 值，使pH 超過5.6 時，硫酸鋅水解會產生氫氧化鋅沉淀。楊志鋒[19]研究了過硫酸銨在濕法煉鋅系統中的應用，發現pH 控制在5.2～5.4 范圍內除錳效果最好，錳脫除率達到了95%以上。筆者以往研究[20]嘗試將過硫酸銨作為氧化劑應用到酸性含釩溶液中以達到除錳的目的。研究發現,當反應溫度為80 ℃，過硫酸銨的加量系數為1.0，攪拌時間為3 h，靜置時間為3 h，pH 為5.0 的條件下，錳的去除率可達到85.44%，但與此同時，釩的損失率也達到了31.34%。

2.1.6 草酸鹽沉淀法

在酸性條件下，草酸根離子易與溶液中錳離子結合生成溶解度較低的草酸錳沉淀，從而使得雜質錳從溶液體系中去除。有學者利用草酸鹽去除酸性釩液中的錳，并對最佳試驗條件進行了一系列探究。楊曉[21]利用草酸鈉、草酸鉀和草酸銨去除提釩酸浸液中的錳，通過一系列的試驗對比發現，草酸銨、草酸鈉和草酸鉀的除錳效果接近，但是草酸銨作為除錳劑時，釩的損失率很高。草酸鈉和草酸銨的除錳率相近，但是草酸鈉的成本較低，所以草酸鈉是最合適的除錳劑，在pH 為3、反應溫度為20 ℃、反應時間為60 min 的條件下，除錳率可達到92%，釩的損失率達到0.5%以下。筆者采用草酸作為除錳劑回收酸性沉釩母液中的錳離子，研究[2]發現，當溶液的pH 從2.0 上升至4.0 時，除錳率也隨之上升，從20%提高到75%，再增大pH 值，除錳率無太大波動。草酸加量系數增加，錳回收率也隨之增加，α=n(C2H2O4)/n(Mn2+)=1.5 是最佳草酸加量系數。若草酸加入量過多，則后期會消耗大量的過氧化氫來去除溶液中殘留的草酸，成本太高。反應溫度和反應時間對錳的回收率也有一定影響，當反應溫度控制在50 ℃，反應時間控制在60 min 時，除錳率最高。所以，pH 為4.00±0.05，加量系數為1.5，反應溫度為50 ℃，反應時間為60 min 時，除錳率最高，達到94%以上。

2.2 萃取法

溶劑萃取是從溶液中分離各種組分的有效方法，利用溶質在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質從另一溶劑所組成的溶液里提取出來。不同的溶液體系需選擇不同的萃取劑。

田青云[22]等人利用P204（二乙基己基磷酸酯，D2EHPA）對高錳含鉻溶液進行處理，去除溶液中的錳。研究發現當pH 在1.0～4.5 范圍變化，pH 值為3.5 時，萃取效果最好。Hossain[23]利用改性二乙基己基磷酸酯(D2EHPA)去除鈷電解液中的錳，通過引入Co2+，將D2EHPA 轉化為Co-D2EHPA 來萃取溶液中的錳離子。研究發現，當pH 達到3.5 時，體積濃度為25%的Co-D2EHPA 可以去除溶液中70%以上的Mn，且不會影響鈷的回收率，當pH>5，錳的去除率會提高，但鈷的損失率達10%，所以最佳pH 值為3.5。

在提釩工藝中，萃取法常用于含釩浸出溶液的凈化，通過選用不同萃取劑、反萃劑、稀釋劑等對含釩溶液進行凈化除雜，將釩與錳、鎂、鋁等雜質分離。郭秋松[24]為制備超純硫酸氧釩溶液，采用D2EHPATBP-磺化煤油作為協同萃取體系，通過三級逆流萃取及二級逆流反萃取，脫除硫酸浸取石煤獲得的含釩溶液中的鐵、錳、鉻雜質。探究初始pH 值、相比、反萃綜合條件等因素對萃取過程的影響。結果表明，調整初始溶液pH 值為2.6，相比為2∶1，對載釩有機相用低濃度純釩液洗滌后，用0.6 mol/L 硫酸在相比為2∶1 條件下進行反萃取，鐵、錳、鉻等雜質去除率為99.1%。

2.3 離子交換法

離子交換法是借助固體離子交換劑中的離子與溶解在溶液或氣體中的離子進行交換，當液相中的錳離子被離子交換劑吸附于其表面時，離子交換劑隨后釋放出等價離子到溶液中，從而達到除錳的目的。離子交換樹脂按照化學活性基團的種類可以分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類，它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。離子交換樹脂吸附Mn2+的過程如下：

其中，R-樹脂母體；M+-樹脂上可交換的離子。

莊海波[25]采用Sinco-430 型陽離子交換樹脂脫除磷酸中的錳離子，考察了流量、磷酸溶液初始錳濃度、溫度對吸附效果的影響。研究發現：增大進液流量、提高溶液初始錳濃度以及升高溫度均有利于縮短樹脂飽和時間，但進液流量的增大會降低樹脂的吸附率，而溫度的升高則會降低樹脂的飽和吸附量。張翔宇[26]通過靜態吸附試驗、中試動態試驗的方法，研究了不同類型離子交換樹脂對錳離子的吸附性能及回收特性。對比了D113、732 和D851三種同類型吸附劑對Mn2+的吸附能力，結果表明：D851 樹脂性能最優。Kononoval[27]等人研究了利用長鏈交聯劑(LCA)合成的陽離子和陰離子交換劑回收不同酸堿度的溶液中的Cr6+和Mn2+。研究發現，這種交換劑具有很好的離子滲透性、選擇性和動力學性能。表1 為濃度為5 g/L 的錳離子在酸性水溶液中的吸附情況，所有的陽離子交換劑對錳的吸附能力都很高。在陽離子交換劑KB-2M 和KB-2T 上觀察到Mn2+的定量回收，分別與DVEDEG(7%)和TVEPE (4%)交聯。其他樹脂對錳離子的吸附率大于90%。然而，錳在陽離子交換劑KB-2D(交聯劑DVB)上的吸附率不超過78%～82%。

表1 不同酸度水溶液中錳的吸附回收率Table 1 Sorption recovery of manganese (II) from aqueous solutions with different acidity

在提釩工藝中，離子交換法常用于含釩浸出溶液的凈化。通過離子交換劑吸附含釩溶液中的釩，使其與溶液中的雜質離子分離以達到凈化目的。萬洪強[28]研究發現，在低酸條件下，型D301 樹脂對石煤酸浸液中釩的吸附能力較強，平衡吸附容量達272 mg/g。當浸出液pH<2.5 時，釩同時存在陰離子和陽離子狀態，不同的pH 值會改變其狀態平衡關系，pH 值越高，吸附能力越大。

2.4 吸附法

吸附是一種物質從液相轉移到固體表面并通過物理化學作用結合到一起的過程。吸附劑有很多種，如活性炭、聚合物吸附劑和一些天然吸附劑，其吸附特點和吸附效果均不同，不同酸堿度溶液中選用的吸附劑類型也不同。

Goher[29]研究了顆粒活性炭(GAC)和AmberliteIR-120 H(AIR-120 H)對排入伊斯梅利亞運河的廢水中的鋁、鐵和錳的去除效果。通過間歇平衡試驗發現，在室溫下，pH 為7，接觸時間為30 min時除錳的效果最好，可以達到96.65%。García[30]采用經NaCl 溶液改性處理的沸石凝灰巖去除水溶液中的錳，試驗發現除錳的最佳pH 為6。Muhammad[31]以家禽糞和農家肥料衍生的生物炭作為吸附劑去除水溶液中的錳，結果表明，在pH 值為6、溫度為25 ℃、接觸時間為3 h 時的吸附效果最好，并且吸附等溫線符合Freundlich 模型。Nevenka[32]以塞爾維亞礦床的天然沸石凝灰巖作為吸附劑吸附水中的錳離子,研究表明錳離子主要吸附在斜沸石內。在25 ℃下，吸附等溫線可以用Langmuir-Freundlich 或Sips 模型來描述，符合二階模型。當pH 值從3 升高至6 時，錳離子的吸附量逐漸增加。當pH 大于6 時，吸附量有所下降。

2.5 電化學法

電化學法是一種有效的處理重金屬廢水的方法，并且其運行成本低，基本不需要添加其他化學物質，不會造成二次污染。電化學法中常用的陽極材料是鋁和鐵，在電場作用下金屬電極產生的陽離子形成“微絮凝劑”-鐵或鋁的氫氧化物，這種絮凝劑可以使水中的顆粒和一些膠體污染物凝聚在一起，或者沉淀并吸附污染物顆粒[33]。

賀寧[34]等人使用周期換向電凝法來處理含錳廢水，并且探究了pH、電流密度、初始濃度對除錳效果的影響。結果表明，初始pH 值越高，除錳效果越好，最佳pH 為9，但是pH 過高會影響廢水中其他離子的絮凝效果。另外廢水中錳含量越高除錳效果越好。Ganesan[35]采用電凝法去除工業廢水中的錳，以鎂為陽極，鍍鋅鐵為陰極，當pH 為7，除錳率可達97.2%。Shafaei[36]以鋁為電極,運用電凝法去除廢水中的錳，研究了初始pH 值、外加電流密度、電解時間、溶液電導率和初始金屬濃度對除錳率的影響。研究結果表明錳離子直接在陰極表面進行還原，通過水解與氫氧化鋁形成氫氧化物，最佳的pH值為7，溶液電導率對除錳率沒有明顯作用，但初始電導率很高，可降低能耗。當錳含量很高時(400 mg/L)，電混凝的效率會降低，但錳離子的去除量增加。陳燕[37]采用電解法處理工藝，回收提釩廢水中的錳，實現金屬錳的資源化利用。研究發現，控制電流密度150～350 A/m2、溫度40 ℃、槽電壓小于6 V、陰極pH 值為7.0～8.5，通過向陰極區泵入新液以保持陰極區Mn2+在46 g/L，電解24 h 可以將99%以上的錳提取出來。

上文綜述了溶液體系除錳方法以及應用實例，除錳方法有很多，但并不是每種方法都適用于酸性含釩溶液體系。需要綜合酸性含釩溶液體系pH、含錳量以及是否具備經濟和環保效益等條件，多方面綜合考量此方法是否適用。

3 酸性含釩溶液雜質錳高效脫除的可行性分析

去除酸性含釩溶液中的錳時，必須保證不引入Na+、K+等新的雜質離子，并且保證整個除錳過程中溶液體系pH≤5.0，避免釩液中雜質離子如Mn2+、Ca2+、Mg2+與釩酸根陰離子反應生成釩酸鹽沉淀以及溶液中Si4+形成膠體吸附溶液中的釩，否則會影響后續的釩沉淀率、氧化釩的純度以及沉釩母液的循環利用。上文已綜述溶液體系中常用的除錳方法有化學沉淀法、萃取法、吸附法、電化學法和離子交換法等。

高錳酸鉀作為強氧化劑對于酸性溶液中錳的脫除具有一定效果，但高錳酸鉀的用量難以控制，添加過多的高錳酸鉀會出現“返錳”現象，影響除錳效果。另外，利用高錳酸鉀除錳向酸性含釩溶液中引入了新的雜質K+，后期難以脫除，在銨鹽沉釩過程中與產生競爭，導致產品中K 含量升高，所以并不適用于脫除酸性含釩溶液中的錳。氫氧化物水解沉淀、碳酸鹽沉淀和CO2沉淀脫除錳所需pH 遠高于5.0，我們已知脫除酸性含釩溶液中雜質錳的首要條件是整個過程溶液體系pH≤5.0，所以這些方法并不符合條件。SO2作為還原劑極易將酸性含釩溶液的高價釩還原成低價釩，并且此方法適用于pH>5.0 的溶液。草酸能夠在弱酸性范圍內高效除錳，但其與SO2/O2一樣，更適于脫除沉釩母液中的錳。如式（19）～（22）所示，V（V）轉化為V（IV）和V（III）的標準電極電位遠高于采用這兩種方法分離錳以凈化酸性含釩溶液的同時，會使溶液中五價釩還原為低價釩，而后續沉釩工序中又需將低價釩全部轉化為五價釩，這使整個工藝流程的工序更加復雜，且原輔料消耗增加，成本升高。

由上文研究可知，過硫酸銨氧化法在酸性含釩溶液中有一定的除錳效果，并且整個除雜過程pH值均在5.0 以下，符合脫錳條件。另外，與高錳酸鉀等其他氧化試劑相比，利用過硫酸銨除錳不會引入鉀離子等難處理的雜質離子，因為在后續沉釩過程中也要引入銨根離子，所以產生的銨根離子并沒有對溶液體系本身造成太大的影響。但是據目前的研究來看，過硫酸銨氧化法除錳面臨的最大問題是其選擇性不佳，造成除錳過程中釩損失率較高，所以如何保證提高除錳率的同時將釩的損失降到最低是目前急需解決的問題。

離子交換法具有選擇性強、富集比高、工作環境好等優點。在提釩工藝中，離子吸附常用于含釩浸出液的凈化與分離。浸出液中五價釩酸根陰離子可與樹脂上的陰離子交換基團相互交換，從而與雜質離子分離。以目前研究來看，去除溶液體系中的雜質錳通常使用陽離子樹脂交換溶液體系中的Mn2+，然而當酸性含釩溶液的pH<2.5 時，溶液中釩的離子存在形式較為復雜，陰離子和陽離子共存，如果選用陽離子交換劑除錳，在一定程度上會導致一部分釩離子被交換，從而造成釩的損失。另外，離子吸附容量小，并且耗時久。

溶劑萃取法選擇性強、處理能力大、平衡速度快，在溶液體系除錳和凈化除雜酸性含釩溶液方面都表現出了良好的效果。上文已有研究表明,在pH為2.6 左右時，選用D2EHPA-TBP-磺化煤油協同萃取劑,通過二段協同萃取方式可以凈化酸性含釩溶液，使溶液中鐵鉻錳有效去除。然而在酸性條件下，為了提高萃取體系對釩與鐵之間的選擇性，通常在進行萃取前使用還原劑將溶液中的釩還原為四價釩，沉釩時又需將四價釩再次氧化為五價釩，使凈化工序流程變長、成本増高。另外，當酸性釩液中雜質Al、Si 含量較高時，溶劑萃取過程易出現三相、渾濁等現象。

吸附劑吸附除錳為物理吸附，選擇性較差。利用吸附劑處理酸性釩溶液中的雜質錳時，會將釩離子同雜質錳一同吸附上來，造成釩的大量損失。吸附法多用于處理高濃度的重金屬廢水，并不適用于溶液凈化工序。如果利用電絮凝法處理酸性釩液中的錳，陽極和陰極分別發生氧化還原反應產生絮凝劑吸附溶液體系中的錳，由于絮凝劑的選擇性很差，會將溶液體系中的釩一并吸附上來，造成大量釩損失。另外，電化學法除錳能耗大，電流效率很低，并不符合當下節能減排的環保要求。

綜上所述，在酸性釩液脫錳研究中，過硫酸銨氧化法、萃取法和離子交換法在一定程度上具有良好的脫錳效果。通過試驗探究過硫酸銨、萃取劑和離子交換劑等條件，以達到“保釩除錳”的目的。另外若單一萃取劑或離子交換劑并不能達到良好的試驗效果，可以嘗試多種萃取劑或離子交換劑進行聯合使用。

4 結論

總結來說，去除酸性含釩溶液中的錳時，必須保證不引入Na+、K+等新的雜質離子，并且保證整個除錳過程中溶液體系pH≤5.0。溶液體系中常用的除錳方法有化學沉淀法、萃取法、離子交換法、吸附法和電化學法等。

就目前的研究來看，吸附法、電化學法、高錳酸鉀沉淀法、SO2/O2沉淀法、氫氧化物和碳酸鹽沉淀法、CO2沉淀法和草酸鹽沉淀法并不是很適用于酸性含釩溶液中錳的脫除。過硫酸銨氧化法、萃取法和離子交換法在理論上對于脫除酸性含釩溶液中雜質錳可行。最佳脫除方案仍需根據溶液體系的pH等條件展開進一步探究。

酸性含釩浸出液中錳的有效脫除為后續凈化沉釩等工作提供了便利，同時也為鈣化提釩清潔制備五氧化二釩工藝進一步發展與應用提供一種新思路和理論依據。