叔胺TOA從含釩鋼渣直接酸浸液中萃釩除鐵的研究

葉國華， 唐悅， 左琪,2， 胡渝杰， 陶媛媛， 陳子楊,2

1.昆明理工大學 國土資源工程學院，云南 昆明 650093； 2.省部共建復雜有色金屬資源清潔利用國家重點實驗室，云南 昆明 650093

引言

含釩鋼渣產自于含釩鐵水(釩鈦磁鐵礦經燒結和冶煉，釩進入鐵水)的煉鋼過程。含釩鐵水的處理方法很多，包括吹煉釩渣法、含釩鋼渣法、鈉化渣法等。但無論采用哪種方法，都會有一定量的殘釩進入半鋼，并最終形成含釩鋼渣[1,2]。

作為一類固廢資源(冶煉渣)，含釩鋼渣來源廣泛，總量也大，盡管其釩含量很低，僅1%～4%(以V2O5計，下同)，但仍比石煤釩礦(0.3%～1.0%)要高一些，仍是很有價值的礦冶二次資源，可作為提釩的重要原料[1-3]。同時，國家《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》已明確提出，“鼓勵從冶煉渣中回收稀有稀散稀貴金屬等有價組分，提高礦產資源利用效率，保障國家資源安全，逐步提高冶煉渣綜合利用率”。因此，在我國開展含釩鋼渣提釩研究具有獨特的資源基礎和有力的政策支撐。

傳統提釩主要采用焙燒后再浸出的工藝，但無論何種焙燒，都存在不同程度的廢氣污染，而且焙燒后再浸出，工藝復雜，不適于含釩鋼渣的特點，釩轉浸率很低[4,5]。針對傳統工藝的不足，人們進一步提出了直接酸浸提釩的工藝[5-7]，即在強酸條件下，取消焙燒工序直接用酸“浸取提釩”，它省去了焙燒環節，流程簡化，作業環境好，并可獲得理想的浸出率，已是提釩的發展方向[6-10]。但是，若不經焙燒直接酸浸，為提高浸出指標，往往須進行強酸浸出，此時由于酸度較高，酸浸過程基本失去了選擇性，含釩鋼渣中的很多組元都被溶解，所得到的直接酸浸液雜質很多(尤其是鐵)，凈化富集十分困難，嚴重地影響了最終精釩產品的質量。因此，如何實現直接酸浸液的凈化與富集(釩-鐵分離是其主要任務)，便成了含釩鋼渣提釩的關鍵之一[11-13]。

含釩溶液的凈化與富集，目前研究最多的是離子交換法和溶劑萃取法。對于離子交換，現在尚難找到合適的大容量樹脂，而且該法對酸性溶液的效果較差[14]；而溶劑萃取則具有容量大、適應性好、金屬回收率高的優點，已成為生產高純釩的有效方法。因此，一般而言，溶劑萃取法更適合于復雜酸性溶液(直接酸浸液即屬于此)[15,16]。

萃取劑是溶劑萃取的基礎和關鍵，適于復雜酸性溶液的萃取劑主要包括有機胺類(如N1923、TOA、Aliquat336)和酸性磷類(如D2EHPA、EHEHPA、Cyanex272)[15,17]。其中，酸性磷類為陽離子型萃取劑，可有效萃取金屬陽離子，但除釩外，直接酸浸液中還含有很多的雜質陽離子，釩與某些雜質如Fe3+、Fe2+、Ti4+、Mn2+等均具有較高的分配比，因此酸性磷類的選擇性較差，不太適合處理含金屬陽離子較多的直接酸浸液[17]。有機胺類只能萃取在溶液中可以形成陰離子配合物的金屬，因而選擇性較好，除了鉬、鋯、鈾以外(直接酸浸液中并不含這幾種金屬)，其它金屬包括鐵很少能被其萃取，理論上釩與雜質組元的分離系數可達到103～104。因此，有機胺類更適合于處理含金屬陽離子較多的直接酸浸液[18-20]。

目前，成功用于萃釩的有機胺類主要為伯胺、叔胺和季胺，且強酸性pH 1～2時叔胺萃釩能力一般優于伯胺、季胺，叔胺萃釩的分配比可達120～180。此外，與相近分子量的伯胺、季胺相比，叔胺水溶性小、萃取容量較大；更重要的是，叔胺的萃鐵能力最弱，也即除鐵能力最強[18-20]，而含釩鋼渣直接酸浸液中最主要的雜質即為鐵，因此萃釩除鐵宜優先考慮叔胺[18]。

鑒于上述分析，本文以叔胺TOA為萃取劑，采用溶劑萃取法對含釩鋼渣的直接酸浸液進行凈化與富集，考察了主要因素對萃釩除鐵的影響，并對TOA的構效關系及其萃釩的溶液化學行為進行了分析，以期為業內提供重要參考。

1 試驗

1.1 試樣

直接酸浸液取自承鋼集團含釩鋼渣的不焙燒直接硫酸浸出工序。這一直接酸浸工序采用選擇性分段浸出法(如圖1所示)，即浸出分兩段進行，Ⅰ段稀酸預浸除雜(FeO、MgO全部浸出，釩不被浸出)、Ⅱ段強酸浸出提釩。

圖1 直接酸浸——“選擇性分段浸出”

Ⅰ段預浸除雜，在不損失釩的情況下，可預先拋除45%的鐵；經Ⅰ段預浸除雜后，Ⅱ段再浸出提釩可獲得相對純凈的含釩直接酸浸液，其中雜質鐵的濃度較常規酸浸法明顯降低。盡管如此，但由于含釩鋼渣中鐵含量基數很大，除Fe(Ⅱ)外還含有Fe(Ⅲ)，而Ⅰ段浸出的只是Fe(Ⅱ)，經Ⅰ段預浸除雜后，Fe(Ⅲ)不被浸出而與釩一起進入了Ⅱ段工序，導致含釩直接酸浸液仍含有很多的鐵組元，Fe/V濃度比居高不下，凈化與富集(釩-鐵分離)的任務依然嚴峻。

直接酸浸液酸度很強(pH 0.6)，其中的釩主要以+4、+5價形式存在。本研究選用叔胺TOA進行萃取，眾所周知，TOA是一種陰離子交換型萃取劑，只能萃取陰離子，而強酸性溶液中，V(Ⅳ)一般是以陽離子(VO2+)形式存在，只有V(Ⅴ)才可以形成陰離子。因此，TOA萃取前需將直接酸浸液中的V(Ⅳ)氧化為V(Ⅴ)，即萃取前需對直接酸浸液進行氧化預處理。本研究采用H2O2作氧化劑，釩氧化率達99%以上。

除了價態，溶液pH值對釩的離子形態亦有著重要的影響；只有pH>1.2時，V(Ⅴ)才絕對以陰離子形式存在(見圖8)。而直接酸浸液pH值僅0.6，根據釩的溶液化學可知，在此酸度條件下，釩(氧化后為5價)仍主要以陽離子VO2+形式存在，同樣不能被TOA所萃取。因此，萃取前還需對直接酸浸液進行中和預處理，調高其pH值，使釩(VO2+)全部轉化為可被萃取的釩陰離子。

本研究以氨水作中和劑，直接酸浸液的pH值中和至不超過2.0，原因如下：浸出液中含有很多的雜質鐵，氧化預處理后以Fe(Ⅲ)形式存在，由于Fe(Ⅲ)具有強烈的水解傾向，當加入氨水中和至溶液pH值高于2.0時，Fe(Ⅲ)便會開始水解生成沉淀，既不利于萃取操作，還會引起釩的共沉淀損失。因此，暫時確定將直接酸浸液中和至pH值1.7進行萃釩除鐵研究。

氧化與中和預處理后的直接酸浸液作為萃取給料液，其化學組元列于表1。

表1 給料液的化學組元 /(g·L-1)

由表1可知，給料液中的主要雜質組元為Fe、Ti、P、Cr、Mn；其中，Fe含量最高，Fe/V濃度比達3.12，萃取時應特別注意其共萃問題，盡可能地實現多萃V少萃Fe，即萃V除Fe進而實現V、Fe分離；Ca雖然是含釩鋼渣中含量最高的組元，但在酸浸過程中它會轉變成不溶的硫酸鈣，不會進入酸浸液，因而給料液中Ca組元濃度很低，可基本不予考慮；含釩鋼渣中Mg含量也較高，但經Ⅰ段預浸除雜后已基本被完全除去，故而給料液中Mg組元濃度非常低，同樣不予考慮；含釩鋼渣中Si(包括Al)也有一定含量，但Si、Al為酸性組元，很少能被硫酸溶出，故而給料液中Si、Al濃度同樣很低，和上述雜質一樣，不予考慮。

1.2 試劑

萃取有機相一般由萃取劑、改性劑和稀釋劑組成。本研究選擇叔胺TOA作萃取劑(使用前1mol/L H2SO4進行酸化處理)。然而，由于TOA在非極性稀釋劑(如煤油)中的溶解度不太高，萃取含金屬的配位酸根離子時，很容易產生第三相，妨礙兩相分離。據報道，磷酸三丁酯(TBP)可作為改性劑，以抑制第三相的形成。我們的前期試驗也證明了這一點，其結果表明，加入濃度5%體積分數的TBP即可很好地實現兩相分離。該結果與文獻報道一致：TBP對協同萃釩無明顯作用，但顯著影響兩相分離，且TBP濃度選擇5%體積分數為佳[21]。因此，選用TBP(5%體積分數)作為改性劑。此外，為防止出現“乳化”現象，選用磺化煤油作為稀釋劑。

1.3 萃取方法

首先，使用稀硫酸或氨水，將水相(給料液，即預處理后的直接酸浸液，pH 1.7)的pH進一步微調至所需值，并混合不同體積的TOA、TBP、磺化煤油以制取有機相。然后，按照一定相比，將水相與有機相混合于分液漏斗中，在室溫(23±2 ℃)下機械搖動至指定時間。分相后，用硫酸亞鐵銨滴定法測定水相(萃余液)中的釩濃度，用重鉻酸鉀滴定法測定鐵濃度，其它組元的濃度用電感耦合等離子體發射光譜法(ICP-OES)分析；負載有機相中的組元濃度根據質量平衡算出。萃取率E、分配比D、分離系數β分別由式(1)～(3)進行計算：

E=(1-CR/CF)×100%

(1)

D=Corg/CR

(2)

βV/Me=DV/DMe

(3)

式中：CF、CR、Corg分別為給料液、萃余液、負載有機相中組元的濃度，g/L；βV/Me為釩與某雜質組元的分離系數，下標V和Me分別代表釩和雜質組元。

2 結果與討論

2.1 叔胺TOA濃度的影響

為確定合適的萃取劑濃度，考查了叔胺TOA濃度的影響，試驗條件為：不同濃度(5%～25%)TOA+5%TBP+磺化煤油，水相初始pH 1.7，相比(A/O)為3，萃取時間5 min。結果如圖2所示。

圖2 TOA濃度對萃釩除鐵的影響

從圖2可以看出，開始階段，隨著有機相中TOA濃度從5%提高到15%，釩萃取率明顯增加，而鐵的共萃率一直維持在很低的水平；當TOA濃度為15%時，釩的單級萃取率達83%，而鐵的共萃率僅3.3%；此后，繼續增加TOA濃度從15%至25%，釩萃取率基本不變，而鐵共萃率則顯著增加，這顯然對萃釩除鐵不利。更為嚴重的是，當TOA濃度從15%增至25%，有機相黏度明顯增加，有礙兩相混合與分離。因此，為了實現兩相的快速混合與分離，并盡可能在少萃鐵的情況下多萃釩，TOA最佳濃度選擇為15%，即有機相組成為15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油。

由圖2還可看出，鐵的萃取率遠遠低于釩，此即意味著叔胺TOA選擇性高，具有很強的萃釩能力，而對Fe的共萃能力則很弱。因此，本研究選擇叔胺TOA作為萃取劑是可行的，它可以選擇性地從直接酸浸液(往往都含有大量的鐵雜質)中萃釩除鐵。

2.2 初始水相pH的影響

控制溶液的pH值，使其中的釩以適宜的離子形式存在，對于萃釩而言十分重要。研究了初始水相pH值的影響，條件為：有機相15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油，相比(A/O)為3，萃取時間5 min。結果見圖3。

圖3 初始水相pH值對萃釩除鐵的影響

從圖3可以發現，初始水相pH值是影響萃釩除鐵的一個顯著因素。當pH值小于1.8時，釩萃取率以及V/Fe分離比均隨pH值的增大而快速上升；此后，pH值為1.8～1.9階段，釩萃取率保持在87%以上，變化不大；進一步增大pH值至2.0及以上時，釩萃取率反而開始下降。而且試驗發現，當pH≥2.0時，水相中的鐵會開始水解(測試結果表明：給料液中95%的鐵都是以易水解的Fe(Ⅲ)形式存在)，生成膠狀沉淀，吸附部分釩離子，妨礙兩相分離并會造成釩的損失。由此得出，初始水相pH值選擇1.8～1.9較為合適。

此外，研究表明[11]，pH值主要是通過影響釩在水相中的離子形式(pH范圍不同，釩的主導離子形式也不同)，進而影響萃釩的。所以，為了更好地揭示pH值影響叔胺TOA萃釩的內因，采用核磁共振波譜(NMR)法對不同pH水相中釩的離子形式進行了測定，結果表明：(1)隨著pH值從0增至4，釩的主導離子形式由[VO2]+(pH<0.8)逐漸變為[H2V10O28]4-(pH 0.8～3.6)、最后變為[HV10O28]5-(pH>3.6)；(2)在最佳pH值范圍內(pH 1.8～1.9，此時釩萃取率最高)，水相中的釩幾乎全部是以[H2V10O28]4-形式存在。這就說明，要想獲得較好的TOA萃釩指標，應調節pH值、控制溶液中的釩以[H2V10O28]4-形式存在。

2.3 相比(A/O)的影響

考查了相比(A/O，水相與有機相體積之比)的影響，試驗條件為：有機相為15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油，初始水相pH 1.8，萃取時間5 min。結果示于圖4。

由圖4可以得出：(1)開始階段，隨著相比(A/O)的增加，鐵共萃率降低明顯，直至A/O為3；而在此A/O范圍內(2.0～3.0)，釩萃取率均較高，降低幅度較小。當相比(A/O)為3時，鐵共萃率僅4.14%，而釩萃取率則高達87.53%，此時萃釩除鐵效果最佳。(2)此后，隨著相比(A/O)進一步增至3.5及以上，由于整個萃取體系中自由萃取劑的減少，釩萃取率開始明顯下降。(3)而且試驗發現，當相比(A/O)高于3時，由于負載有機相中萃合物的析出，兩相界面間會出現少量污物，對萃取極為不利。對此現象的解釋為：萃合物的極性很強，其在非極性溶劑煤油中的溶解度很小。當相比(A/O)較小時(<3.5)，萃取飽和度不大，有機相中會有一定濃度的自由萃取劑，這部分自由萃取劑相當于極性改善劑的作用，增加了有機溶劑的極性，有利于萃合物在有機相中的溶解，故不會產生萃合物的析出；反之，當相比(A/O)較大時(≥3.5)，萃取飽和度較大，有機相中自由萃取劑濃度減小，有機溶劑極性減小，其對萃合物的溶解性能下降，故會有萃合物析出。因此，為了萃釩除鐵，并抑制界面污物的形成(即萃合物的析出)，最佳相比(A/O)確定為3。

圖4 相比(A/O)對萃釩除鐵的影響

2.4 萃取時間的影響

一般而言，萃取時間越長，水相與有機相接觸時間越長，萃取率越高，而萃取效率則會隨之變差。考查了萃取時間的影響，試驗條件為：不同萃取時間，有機相為15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油，初始水相pH 1.8，相比(A/O)為3。結果見圖5。

圖5 萃取時間對萃釩除鐵的影響

圖5顯示，隨著萃取時間從1 min提高至3 min，釩萃取率可從71%明顯提高至87%，而此時鐵共萃率則變化很小，維持在4%以下。此后，繼續延長萃取時間，釩萃取率幾乎不再提高，而鐵共萃率則在超過5 min時明顯增加。這一現象表明，釩的萃取在3 min即可達到平衡，而對于鐵，則需要很長時間方能達到平衡，鐵的遲滯萃取性明顯有利于萃釩除鐵。另一方面，萃取時間長，分相時間也長，這會導致未來工業應用時生產周期長，生產效率低。因此，綜上考慮，萃取時間選擇3 min為宜。

2.5 最佳條件下的多級逆流萃取

為確定萃釩所需級數，保持兩相總體積不變，以15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油為有機相，對水相(初始pH 1.8)以不同相比萃取3 min，測出了當釩在兩相中達到平衡后萃取等溫線，如圖6所示。

圖6 釩萃取等溫線

根據圖6，利用McCabe-Thiele圖解法，相比A/O為3時，要基本實現釩的全部萃取，所需理論級數為3級。實際結果與理論計算會有一定差距，在進行實際操作時，通常應在理論萃取級數的基礎上增加1級，即實際級數選用4級。

所以，依據以上幾個方面的研究和討論，確定的最佳參數條件如下：萃取劑TOA濃度為15%，即有機相為15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油；初始水相pH為1.8～1.9；相比A/O為3；萃取時間3 min；萃取級數4級。在最佳條件下，進行了4級逆流萃取模擬試驗，結果見表2。

由表2可知，在Fe/V濃度比高達3.12時，最佳條件下經4級逆流萃取，98%的釩可被萃取，而鐵則很少被共萃，萃取率僅4.4%；其它金屬組元萃取率均很低：Ti低于2%，而Cr、Mn基本不被萃取；釩分配比達147，與之形成鮮明對比的是，其它金屬組元的分配比均低于0.14，因而釩與金屬組元的分離系數很高，達103以上，較高的分離系數說明，釩可很好地與直接酸浸液中共存的金屬組元實現分離。最終，以TOA進行溶劑萃取，很好地實現了從含釩鋼渣直接酸浸液中萃釩除鐵(金屬組元)的目標。這一結果亦充分證明，叔胺TOA具有良好的萃釩除鐵(金屬組元)性能。

表2 最佳條件下4級逆流萃取結果

但需要說明的是，非金屬組元P的共萃率較高，后續洗滌、反萃時注意其蹤跡走向，視情況作出除磷處理，以避免其對最終精釩產品質量造成不利影響。

3 TOA構效關系及其萃釩除鐵的溶液化學行為

叔胺TOA屬于中等強度的堿性萃取劑，化學式為(C8H17)3N，分子結構如圖7所示。圖7使用Materials Studio軟件繪制，其中藍色球為氮原子，灰色球為碳原子，白色球為氫原子。

圖7 TOA球棍模型

其中的N原子含有弧對電子，具有較強的給電子性，可與強酸作用生成胺鹽陽離子(質子化)，進而與水相中陰離子發生離子交換，萃合金屬絡陰離子，使陰離子進入有機相，與水相分離，完成萃取過程。

TOA使用前，往往需進行質子化處理，即硫酸酸化，將(C8H17)3N轉化為[(C8H17)3NH]2SO4的形式：

2(C8H17)3N(O)+H2SO4→[(C8H17)3NH]2SO4(O)

(4)

對于含釩鋼渣直接酸浸液，酸度很強、鐵組元含量很高，其中，釩以兩種價態存在，即V(Ⅳ)和V(Ⅴ)。作為陰離子型萃取劑，TOA只能萃取陰離子形式的V(Ⅴ)，而強酸性溶液中，V(Ⅳ)主要是以陽離子VO2+的形式存在，難以被TOA萃取。因此，萃取前應進行氧化預處理以將V(Ⅳ)氧化為V(Ⅴ)。

H2O2是常用的氧化劑，其氧化性強、且不會引入新的雜質，因此，采用H2O2作為氧化劑，釩的氧化反應如下：

H2O2+2VO2+→2VO2++2H+

(5)

與此同時，直接酸浸液中的Fe(Ⅱ)亦被氧化為Fe(Ⅲ)：

2Fe2++H2O2+2H+→2Fe3++2H2O

(6)

由式(5)～(6)可知，氧化反應有H+的生成及消耗，但總的來看，氧化預處理前后，浸出液pH基本不變，約為0.6。基于釩的溶液化學，在此pH下，氧化后的釩仍以陽離子VO2+的形式存在，同樣不能被萃取。由圖8可知，只有pH>1.2時，V(Ⅴ)才絕對以陰離子形式存在。因此，萃取前還應進行中和預處理，以調高浸出液pH值，使VO2+轉化為可被TOA萃取的V(Ⅴ)陰離子形式。

圖8 酸性溶液中釩組元的分布系數

隨著直接酸浸液中和時pH值的升高，VO2+可以與水聚合轉化為多種形式的釩陰離子(即聚合釩氧根陰離子，通式可表示為[HxVyO(5y+x+z)/2]z-)，如[H2V10O28]4-、[HV10O28]5-、[V10O28]6-等，這些釩陰離子均可被TOA萃取[12,13,18]：

[HxVyO(5y+x+z)/2]z-+z/2[(C8H17)3NH]2SO4(O)→

[(C8H17)3NH]zHxVyO(5y+x+z)/2(O)+z/2SO42-

(7)

其中，x、y分別為釩陰離子中氫原子和釩原子的個數，z為釩陰離子的價態的絕對值。

從式(7)可知，zmol TOA可萃取ymol釩，即1 mol TOA可萃取y/zmol釩，表明，y/z的值越大，釩的萃取量也就越大。所以，釩的萃取率與釩陰離子的具體形式有密切關系，為了保證較高的釩萃取率，應使浸出液中的釩以某種特定的陰離子形式存在。

在所有的釩陰離子中，十釩酸二氫根配陰離子([H2V10O28]4-)的y/z值最大，因此，當釩以[H2V10O28]4-的形式存在時，可獲得最高的萃取率。此外，按照“最小電荷密度”原理，水相中金屬離子或金屬配合離子的電荷越少、離子半徑越大，越容易被萃取。也即離子的“比電荷”(離子電荷與離子所含的原子數之比)越小，越容易被萃取。V(Ⅴ)陰離子的“比電荷”范圍為0.1～0.6，[H2V10O28]4-的“比電荷”為0.1、最小，因此，[H2V10O28]4-比其他形式的V(Ⅴ)陰離子也更容易被萃取。

在強酸性溶液中，釩酸根離子主要存在形式有VO2+、[H2V10O28]4-、[HV10O28]5-，離子平衡如式(8)～(9)：

10VO2++8H2O?[H2V10O28]4-+14H+

(8)

[H2V10O28]4-?[HV10O28]5-+H+

(9)

強酸性溶液中釩組元的分布系數如圖8所示[13]。由該圖中的曲線可知，當溶液pH為1.2～2.4時，V(Ⅴ)基本上完全以H2V10O284-的形式存在。也就是說，當pH值在1.2～2.4較寬范圍內時，理論上而言，TOA萃釩都可以很好地進行。

此外，直接酸浸液中還存在著以下解離平衡：

HSO4-?H++SO42-

(10)

pH值較小時，平衡左移，會導致HSO4-濃度過大，進而發生以下反應：

[(C8H17)3NH]2SO4(O)+2HSO4-→

2[(C8H17)3NH]·HSO4(O)+SO42-

(11)

這一反應會使[(C8H17)3NH]2SO4濃度減少，進而導致釩萃取率降低。增大pH值(即減少H+濃度)，則有利于HSO4-的解離，減少它與[H2V10O28]4-的競爭，進而提高釩萃取率。

從這一角度而言，在pH 1.2～2.4的范圍內，pH值越高，釩的萃取率也就越高。但試驗發現，當pH≥2.0(高于1.9)時，溶液中的Fe開始發生水解沉淀，阻礙兩相分離并引起釩的共沉淀損失。因此，溶液pH值不宜高于1.9。

對于雜質組元Fe(Ⅲ)而言，當pH<2.0時(視為強酸性溶液)，基本上都是以Fe3+的形式存在，不會形成(絡)陰離子，而作為一種陰離子交換型萃取劑，叔胺TOA是不能直接萃取Fe3+的。也有研究認為[13]，Fe(Ⅲ)能與叔胺萃取劑發生交換反應的是其羥基絡合物，而當pH<2.0時，Fe(Ⅲ)幾乎不會形成羥基絡合物。所以，可以認為在強酸性條件下(pH<2.0)，叔胺TOA對Fe(Ⅲ)的萃取能力很弱，從而可達到萃釩除鐵的目的。

4 結論

(1)用叔胺TOA從含釩鋼渣直接酸浸液中萃釩除鐵，最佳條件為：TOA濃度15%，即有機相為15%TOA+5%TBP+80%磺化煤油、初始水相pH 1.8～1.9、相比A/O為3、萃取時間3 min。TOA具有良好的萃釩除鐵性能，在最佳條件下，經4級逆流萃取，釩萃取率達98%，而雜質鐵則很少被共萃。

(2)叔胺TOA的N原子具有較強給電子性的弧對電子，經硫酸酸化，轉化為[(C8H17)3NH]2SO4，可通過陰離子交換反應完成萃取過程。

經萃前氧化與中和，水相中的V(Ⅳ)氧化為V(Ⅴ)，VO2+可轉為多種形式的陰離子；當釩以[H2V10O28]4-特定形式存在時，可獲得較高的萃取率，而且此時更容易被萃取；在pH 1.2～2.4較寬范圍內，釩均可以[H2V10O28]4-的形式存在，而且在此范圍內增大pH值，[H2V10O28]4-濃度以及HSO4-解離度增加，釩萃取率因而提高；但是當pH>1.9時，Fe(Ⅲ)會發生水解沉淀，阻礙兩相分離并引起釩的共沉淀損失。

當pH<2.0時，Fe(Ⅲ)以Fe3+的形式存在，不會形成(絡)陰離子或羥基絡合物，難以被TOA共萃，從而可達到萃釩除鐵的目的。