硼及其化合物在国民经济及工农业生产发展中具有重要的地位,其原料主要来源于固体硼矿和卤水矿。在盐湖卤水的开发过程中,硼的高效分离既可以制备高品质硼酸产品,也可降低硼对生产锂、镁等有价元素产品品质的影响。因此,盐湖卤水中的硼资源的高效分离提取,对促进我国盐湖资源的综合利用具有重要意义。溶剂萃取法受溶液中硼酸含量的限制小、工艺流程短、生产设备简单、操作简便,是最具工业应用前景的从盐湖卤水中分离提取硼的方法。本论文采用溶剂萃取法进行含硼卤水萃取硼酸机理和工艺应用研究,开发高效萃取硼酸的新工艺。主要研究内容及结论如下:（1）从一元和二元脂肪醇中筛选出两种一元脂肪醇A1416和2-丁基-1-正辛醇以及一种二元脂肪醇2,2,4-3-甲基-1,3-戊二醇（TMPD）作为络合萃取剂,并构建了硼酸络合萃取的萃取体系。通过单因素实验得到了三种萃取体系萃取硼酸优化的工艺参数:萃取剂浓度分别是50 vol.%A1416、2.0 mol/L 2-丁基-1-正辛醇、0.4 mol/L TMPD,相比O/A=1/1,p H=1,该条件下,对硼酸的单级萃取率分别为88.60%、89.21%、89.56%,经过三级逆流萃取硼酸萃取率均超过99%;通过斜率法确定了2-丁基-1-正辛醇与硼酸的萃合比约为1.5,TMPD与硼酸的萃合比在初始浓度c（TMPD）:c（B（OH）3）＜1时为1.17,初始浓度c（TMPD）:c（B（OH）3）＞1时为2.17。（2）采用恒界面池法分别考察了2-丁基-1-正辛醇和TMPD两种萃取剂萃取硼酸的动力学,探究了相界面面积、搅拌转速、反应物浓度和反应温度等因素对萃取速率的影响,结果表明:两种萃取体系的萃取过程均发生在两相界面区域,萃取反应受扩散和化学反应共同控制,主要扩散阻力区集中在水相;298 K时,2-丁基-1-正辛醇/煤油和TMPD/CCl4从卤水中萃取硼酸的动力学速率方程分别为R=7.231×10-3[B（OH）3][R（OH）]~2和R=2.928×10-2[B（OH）3][TMPD];求得两种体系萃取表观活化能分别为19.038 k J·mol-1和21.244 k J·mol-1,均为扩散和化学反应共同作用的混合控制类型。热力学实验结果表明,2-丁基-1-正辛醇/煤油萃取体系对硼的萃取为自发放热反应,TMPD/CCl4萃取为自发吸热反应。（3）采用IR光谱、~1H NMR谱等手段研究了2-丁基-1-正辛醇和TMPD萃取体系的萃取机理,萃取剂的醇羟基与硼络合形成萃合物进入到有机相。采用Raman光谱研究了不同含硼料液中硼的存在形式及其相互之间转化关系,结果表明随着p H增加,硼以B（OH）3向[B（OH）4]-及多聚态的硼氧配阴离子进行转变,使硼萃取率降低,TMPD能直接与溶液中B（OH）3和[B（OH）4]-进行络合反应;采用React IR光谱仪对萃取过程中的有机相进行了监测,随着萃取反应的进行,有机相中出现硼酸酯B-O的吸收峰且强度逐渐增强,2-丁基-1-正辛醇与硼络合时同时有一元和二元硼酸酯生成。（4）采用GAMESS程序包中B3LYP/6-311（d,p）密度泛函方法,对2-丁基-1-正辛醇和TMPD萃取硼酸过程中的主要化学物种进行了计算,结果表明:B（OH）3中的硼氧键为双键,比[B（OH）4]-的单键更为稳定;2-丁基-1-正辛醇与硼的络合反应中,络合物BR和B2R的硼氧键键级依次降低,稳定性下降,反应吉布斯自由能变结果表明B（OH）3从水相到有机相的迁移是反应的主要阻力,反应焓变结果表明萃取过程是放热的;TMPD与硼的络合反应中,TMPD与B（OH）3络合反应的吉布斯自由能变比TMPD与[B（OH）4]-的更低,表明TMPD更容易与B（OH）3发生络合,且TMPD与B（OH）3反应形成B3L和BDC是主要反应,反应焓变计算结果表明整个萃取过程是吸热的。（5）对A1416/煤油、2-丁基-1-正辛醇/煤油和TMPD/CCl4三种萃取体系进行多级逆流萃取实验及反萃再生工艺的研究,并在此基础上,进行了全流程实验。以A1416/煤油为萃取体系,开展了离心萃取器的水力学和传质性能研究,并在箱式混合澄清槽上开展了循环串级全流程工艺放大实验,硼酸萃取率达到99%以上,反萃液H3BO3浓度在45～50 g/L,未经过处理的反萃液纯度＞97%。通过对平衡后萃取与反萃取段各级样的分析,揭示了硼酸及Li+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等离子在萃取循环过程中的分布规律,为构建盐湖复杂体系的串级萃取理论提供了基础数据,并为将来进一步工艺放大时的工艺设计与过程强化提供了理论依据。