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我国钒铬渣每年排放量达50万吨,无害化处理成本高、环境危害大,其中的钒、铬元素又是极为重要的稀有金属,在航空、汽车、造船以及国防工业中具有广泛的应用,但我国的钒、铬资源相对匮乏,钒铬渣可以作为一种有效的钒、铬资源。传统钒铬分离方法如化学沉淀法、离子交换法、电化学方法等钒/铬分离系数低,易产生二次污染且产品纯度低,本文采用具有钒/铬分离系数大、产品纯度高的萃取法。传统的萃取分离工艺存在萃取剂选择性低且条件复杂等缺点,使其应用越来越受到限制,因此,探索新型的阳离子型萃取剂就显得十分必要。离子液体是一种新型绿色溶剂,在萃取分离重金属离子方面较传统的有机物质有显著的优势,但其成本昂贵是制约其作为溶剂应用的主要瓶颈,因此将其作为重要萃取剂是扩大其应用途径的一种有效方式。本文以四川攀枝花-西昌地区的高铬型钒钛磁铁矿钠化焙烧-火法冶炼提铁后所形成的钒铬渣硫酸浸出液为原料,以烷基咪唑类离子液体为萃取剂、正戊醇为稀释剂,采用溶液萃取法进行钒铬渣酸浸液萃取分离钒、铬的实验研究,得出如下结论:(1)以[C8mim][BF4]离子液体为萃取剂研究钒的萃取和反萃取实验。在钒的萃取实验研究中,最适宜萃取实验条件为:P([c8mim][BF4])=50.0 g.L-1,t=30 s,T=25.0℃,pH=3.098～8.000。在该条件下,萃取率为95.29%。金属离子浓度越高,萃取率越低。NaCl的浓度越高,萃取率越低。(2)运用饱和容量法、等摩尔系列法、斜率法、离子选择性电极法、FT-IR、1H-NMR方法进行了萃取机理研究,实验结果表明,[C8mim][BF4]以阴离子交换机理萃取钒,[C8mim][BF4]咪唑阳离子[C8mim]+与HVO42-阴离子结合形成萃合物而进入有机相,萃合物结构为[C8mim]2[HVO4]。(3)在钒的反萃取实验研究中,最适宜反萃取条件为:反萃液pH=9.0,t=30.0 min,C(NH4Br)=1.5 mol·L-1,T=25.0℃。在该条件下,反萃取率(即沉钒率)为91.84%。(4)以[C8mim][BF4]离子液体为萃取剂研究铬的萃取和反萃取实验。在铬的萃取实验研究中,最适宜萃取条件为:p([C8mim][BF4])=5.0 g·L-1,t=20 s,T=25.0℃,pH=1.026～3.002。在该条件下,萃取率为99.66%。金属离子浓度越高,萃取率越低。NaCl的浓度越高,萃取率越低。(5)运用饱和容量法、等摩尔系列法、斜率法、离子选择性电极法、FT-IR、1H-NMR方法进行了萃取机理研究,实验结果表明,[C8mim][BF4]是以阴离子交换机理萃取铬,[C8mim][BF4]咪唑阳离子[C8mim]+与Cr2O72-阴离子结合形成萃合物而进入有机相,萃合物结构为[C8mim]2[Cr2O7]。(6)在铬的反萃取实验研究中,铬最适宜反萃取条件为:反萃液pH=9.0,t=15.0 min,C(NH4Br)=0.30 mol.L-1,T=25.0℃。在该条件下,反萃取率 84.97%。(7)通过对钒铬渣酸浸液的萃取分离,确定萃取选择性的差异,采用萃取-反萃取-铵盐沉淀法分离钒铬,可以有效的将溶液中的钒与铬分离出来,得到的NH4VO3产品纯度较高,经煅烧后得到的产品中五氧化二钒的含量均高于97%,符合行业标准YB/T 5304-2011。(8)以[C8mim]Br为萃取剂、正戊醇为稀释剂,进行萃取分离钒的实验研究,最适宜萃取条件为:p([C8mim]Br)=50.0 g.L-1、t=25 s、T=25.0℃、pH=3.068～8.002,在该条件下,萃取率为97.27%。研究成果为离子液体[C8mim]Br萃取钒开辟了一条可行、经济的新途径,对于钒铬渣中钒的无害化和资源化具有重要意义。