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铝土矿中都不同程度的含有V2O5,这可作为提取钒的资源,且氧化铝生产流程中的钒对氧化铝产品质量有较大影响。针对氧化铝生产流程中钒的危害和现有回收工艺如结晶法、离子交换法等存在流程长、能耗高、回收率低等问题,本文提出了料液不经处理,采用季铵盐直接从高碱度的氧化铝种分母液中直接提取钒,萃余液直接返回铝土矿浸出工序的新工艺。本文主要进行了改性季铵盐从高碱度含钒溶液中萃取钒的研究,分别从萃取剂的筛选与转型、萃取和反萃影响因素及萃取机理三方面进行了研究,这将对采用溶剂萃取法从铝土矿中提取钒具有一定的参考价值。研究了选用不同类型萃取剂从高碱度溶液中萃取钒。结果表明,转型后的CO32-型季铵盐TOMAC的萃取性能要明显优于HCO3-、SO42-和Cl-型季铵盐TOMAC的萃取性能,确定选用CO32-型季铵盐TOMAC为后续实验研究的萃取剂。研究了Cl-型季铵盐TOMAC转型过程,通过测定处理后溶液中Cl-、SO42-、CO32-等阴离子的浓度来计算交换平衡率,并结合分析萃取剂转型前后的红外光谱图,确定转型各个步骤所需的处理次数。结果表明,在相比O/A为2/1,温度为25℃,振荡时间为1h的条件下,Cl-型季铵盐经3mo1/L的H2S04溶液处理7次后可得到S042-型季铵盐,有机相再经过2mol/L的NaOH溶液洗涤2次和lmol/L的NaHC O3溶液处理5次后,可得到HC03-型季铵盐,最后再经过2mo1/L的NaOH溶液处理2次后,可得到C032-型季铵盐。实验考察了萃取剂浓度、仲辛醇浓度、料液碱度、料液初始含钒浓度、相比O/A、温度、振荡时间等因素对钒萃取率的影响,绘制了钒的萃取等温曲线,并通过正交实验法得到了较优的萃取条件。结果表明,在料液碱度为1.5mol/L,料液初始含钒浓度为3.57g/L,有机相质量分数组成为50%C032-型TOMAC+20%仲辛醇+30%磺化煤油,相比O/A为2/1,温度为25℃,振荡时间为10min的条件下,测得有机相中V2O5的饱和容量约为5.85g/L,钒的单级萃取率为80%。在此条件下,经过五级逆流萃取模拟实验后,钒的萃取率可达到99.5%,萃余液中V205浓度可降至0.05g/L以下。通过对比不同的反萃取体系,确定了反萃剂组成为1.5mol/LNa2CO3+1.0mol/LNaOH,在相比O/A为1/1,温度为25℃,振荡时间为10min的条件下,钒的单级反萃取率可达到75%。在该条件下,绘制了钒的反萃等温曲线。结果表明,含钒浓度为4.2g/L的负载有机相经过二级逆流反萃后有机相中钒浓度可降至0.02g/L以下。本文还研究了季铵盐TOMAC从高碱度溶液中萃取钒的机理。通过斜率法、饱和容量法和等摩尔系列法的实验结果表明,季铵盐TOMAC从高碱度溶液中萃取钒属于阴离子交换反应,萃合物的组成形式可能为(R3CH3N)3VO4,反应方程式可表示为：热力学分析表明,季铵盐萃取剂TOMAC从高碱度溶液中萃取钒的反应焓变为该萃取反应为放热反应,提高温度将不利于反应的进行；动力学分析表明,搅拌强度和两相接触面积对钒萃取过程都有一定的影响,即高碱度溶液中萃取钒过程属于混合控制类型。