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针对钛白废酸中和处理成本高、二次资源无法综合利用以及钒渣提钒技术存在的能耗高、成本高、三废排放量大等缺陷，课题组提出以钛白废酸直接加压酸浸转炉钒渣以及浸出液萃取分离为核心的无焙烧短流程清洁提钒新技术。本文围绕酸浸液中钪的萃取分离过程进行了研究。首先，针对配制的高酸高铁含钪溶液进行了钪铁萃取分离的基础研究，重点考察萃取剂的选择、萃取过程、洗涤及反萃过程，确定了最优的工艺条件;然后，在此研究基础上进行了实际浸出液中钪与其他元素的萃取分离研究，旨在为新技术的工业化实施提供必要的理论依据;同时进行了萃取机理的研究。
本文的主要研究内容如下:
1)高酸高铁含钪溶液的化学状态分析
通过绘制S-H2O溶液体系、Fe-S-H2O溶液体系、Sc-S-H2O溶液体系的电位-pH图及浓度分数-pH图，可知在相应酸度及电位条件下，溶液中可溶性钪主要以Sc3+、ScSO4+等形式存在，与之共同稳定存在的是Fe3+、Fe(SO4)+、Fe(SO4)2-、HSO4-等离子。
2)模拟配制高酸高铁含钪溶液中钪铁的萃取分离
a.根据浸出液成分配制钪铁混合溶液，对溶液进行萃取分离。最优萃取条件如下:常温下，溶液初始pH=-0.4、有机相组成为8％P204+2％TBP+90％磺化煤油、相比(O/A)=1∶10、搅拌时间5min，钪的单级萃取率达到94.02％，铁的萃取率约1％，两级逆流萃取钪的萃取率可达99.72％，铁的萃取率只有4.05％。
b.对负载有机相进行洗涤除铁研究。最优洗涤除铁条件如下:选用盐酸为洗涤剂，常温下，4mol/L HCl、洗涤相比(O/A)=2∶1、洗涤时间为5min时，铁的单级洗脱率达到89.56％，而钪几乎不被洗涤。对负载有机相进行四级错流与三级逆流洗涤，铁洗脱率分别为99.94％与98.67％，而钪的洗脱率仅有0.1％。
c.对净化后的有机相进行反萃实验研究。以NaOH和NaCl为反萃剂，在40℃、2mol/L NaOH+1mol/L NaCl、反萃相比(O/A)=1∶1、反萃时间30min的条件下，钪的单级反萃率达到78.69％，三级错流反萃钪反萃率为85％。钪不能完全反萃可能是含钪离子与OH-或水等结合成络合物或水合物又被萃取剂萃入有机相。
3)钛白废酸浸出钒渣溶液中钪的提取分离
a.对浸出液进行萃取分离。最优萃取条件如下:常温下，溶液初始pH=-0.75、有机相组成为10％P204+2％TBP+88％磺化煤油、相比(O/A)=1∶10、搅拌时间5min，Sc萃取率达到93.3％，而Fe、V、Mn、Mg、Al、Cr的萃取率均低于5％，Ti的萃取率为9.7％，可以实现钪与其他有价元素及杂质的分离。
b.采用纯溶液实验中得到的最优洗涤条件对负载有机相进行洗涤:在4mol/LHCl、O/A=1∶10、时间5min的洗涤条件下:Sc洗脱率为1.1％，Fe、Mn、Ti、Al、Mg洗脱率均达到95％以上，V洗脱率为80％，Cr洗脱率为85.6％，所以对于用纯溶液的最优洗涤条件对浸出液进行洗涤有很好的效果。
c.采用纯溶液实验中最优反萃条件对有机相进行反萃:在2mol/LNaOH+1mol/LNaCl、O/A=1∶1、时间30min、温度40℃的条件下:Sc反萃率达到87.2％，Fe、V的反萃率分别为13.8％、10.3％，其他元素反萃率均为0。
4)萃取机理研究
采用饱和容量法和斜率法测定萃取剂分子和钪的配比约为2，在不同pH下进行实验研究以及红外光谱分析发现萃取剂对钪的萃取机制发生了变化，在较高pH下以阳离子交换机制占主导，而在较低pH下变为以溶剂化作用占主导。
本文的主要研究内容如下:
1)高酸高铁含钪溶液的化学状态分析
通过绘制S-H2O溶液体系、Fe-S-H2O溶液体系、Sc-S-H2O溶液体系的电位-pH图及浓度分数-pH图，可知在相应酸度及电位条件下，溶液中可溶性钪主要以Sc3+、ScSO4+等形式存在，与之共同稳定存在的是Fe3+、Fe(SO4)+、Fe(SO4)2-、HSO4-等离子。
2)模拟配制高酸高铁含钪溶液中钪铁的萃取分离
a.根据浸出液成分配制钪铁混合溶液，对溶液进行萃取分离。最优萃取条件如下:常温下，溶液初始pH=-0.4、有机相组成为8％P204+2％TBP+90％磺化煤油、相比(O/A)=1∶10、搅拌时间5min，钪的单级萃取率达到94.02％，铁的萃取率约1％，两级逆流萃取钪的萃取率可达99.72％，铁的萃取率只有4.05％。
b.对负载有机相进行洗涤除铁研究。最优洗涤除铁条件如下:选用盐酸为洗涤剂，常温下，4mol/L HCl、洗涤相比(O/A)=2∶1、洗涤时间为5min时，铁的单级洗脱率达到89.56％，而钪几乎不被洗涤。对负载有机相进行四级错流与三级逆流洗涤，铁洗脱率分别为99.94％与98.67％，而钪的洗脱率仅有0.1％。
c.对净化后的有机相进行反萃实验研究。以NaOH和NaCl为反萃剂，在40℃、2mol/L NaOH+1mol/L NaCl、反萃相比(O/A)=1∶1、反萃时间30min的条件下，钪的单级反萃率达到78.69％，三级错流反萃钪反萃率为85％。钪不能完全反萃可能是含钪离子与OH-或水等结合成络合物或水合物又被萃取剂萃入有机相。
3)钛白废酸浸出钒渣溶液中钪的提取分离
a.对浸出液进行萃取分离。最优萃取条件如下:常温下，溶液初始pH=-0.75、有机相组成为10％P204+2％TBP+88％磺化煤油、相比(O/A)=1∶10、搅拌时间5min，Sc萃取率达到93.3％，而Fe、V、Mn、Mg、Al、Cr的萃取率均低于5％，Ti的萃取率为9.7％，可以实现钪与其他有价元素及杂质的分离。
b.采用纯溶液实验中得到的最优洗涤条件对负载有机相进行洗涤:在4mol/LHCl、O/A=1∶10、时间5min的洗涤条件下:Sc洗脱率为1.1％，Fe、Mn、Ti、Al、Mg洗脱率均达到95％以上，V洗脱率为80％，Cr洗脱率为85.6％，所以对于用纯溶液的最优洗涤条件对浸出液进行洗涤有很好的效果。
c.采用纯溶液实验中最优反萃条件对有机相进行反萃:在2mol/LNaOH+1mol/LNaCl、O/A=1∶1、时间30min、温度40℃的条件下:Sc反萃率达到87.2％，Fe、V的反萃率分别为13.8％、10.3％，其他元素反萃率均为0。
4)萃取机理研究
采用饱和容量法和斜率法测定萃取剂分子和钪的配比约为2，在不同pH下进行实验研究以及红外光谱分析发现萃取剂对钪的萃取机制发生了变化，在较高pH下以阳离子交换机制占主导，而在较低pH下变为以溶剂化作用占主导。