[發(fā)明專利]鋅溴電池用電解液的回收處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310127704.0
• 申請(qǐng)日: 2013-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103236570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟琳;劉學(xué)軍;陸克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京百能匯通科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/54
• 分類號(hào): H01M10/54
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋅溴電池用電解液的回收處理方法，屬于鋅溴液流電池行業(yè)的廢液回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋅溴電池用電解液主要由ZnBr₂、電導(dǎo)率提高劑NH₄Cl、溴絡(luò)合劑N－甲基-N－乙基吡咯烷鹽（MEP）組成。電解液往往隨著電堆壽命的終止而停止使用，停止使用的電解液作為廢液通常只對(duì)其中的某幾種成分進(jìn)行針對(duì)性回收。對(duì)于鋅溴電池用電解液，通常的做法是只對(duì)廢液中的溴化鋅進(jìn)行回收，而對(duì)于廢液中的溴絡(luò)合劑和其他成分則沒(méi)有很好的辦法進(jìn)行回收再利用，這樣不僅回收不徹底，回收成本高，并且造成極大的浪費(fèi)。

雖然JP7105992A公開(kāi)了鋅溴電池用電解液的再生方法，但其技術(shù)內(nèi)容僅僅涉及如何除去鋅溴電池用電解液中對(duì)溴絡(luò)合劑有不良影響的鐵的方法，其電解液的再生流程為：步驟101，準(zhǔn)備含有鐵（Fe）的電解液；步驟102，在該電解液中添加過(guò)氧化氫水；步驟103，添加銨水，使pH值為2；步驟104，沉淀鐵的水氧化物；步驟105，將沉淀過(guò)濾；步驟106，電解液的再生結(jié)束。該公開(kāi)文本中還記載有：除鐵時(shí)使用的試劑是過(guò)氧化氫水和銨水，因此，沒(méi)有在電解液中混入不必要的成分，且試劑需要進(jìn)行再利用時(shí)，只需調(diào)整該試劑的濃度就可以了。而實(shí)際上，對(duì)于使用過(guò)的鋅溴電池用電解液，除了各組分濃度會(huì)偏離及含有雜質(zhì)鐵以外，溴絡(luò)合劑的性質(zhì)也可能會(huì)產(chǎn)生變化。變性后的溴絡(luò)合劑無(wú)法正常絡(luò)合電解液中的溴，將會(huì)降低鋅溴電池的庫(kù)倫效率。因此，若僅僅將其中的雜質(zhì)鐵除去，并對(duì)各試劑濃度進(jìn)行調(diào)整的話，還不能確保電解液能否正常回用，不宜直接進(jìn)行再利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種鋅溴電池用電解液的回收處理方法。本發(fā)明將使用過(guò)的電解液進(jìn)行溴中和、除鐵、溴絡(luò)合劑分析、濃度測(cè)定及調(diào)配等處理后，可將溴絡(luò)合劑性質(zhì)不變的部分重復(fù)用于鋅溴電池中，其運(yùn)行效果與正常電解液一致。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種鋅溴電池用電解液的回收處理方法，包括以下步驟：

（1）溴中和：攪拌下向廢舊電解液中加入過(guò)量的鋅粉或氧化鋅進(jìn)行中和反應(yīng)，生成溴化鋅，過(guò)濾除去剩余的鋅粉或氧化鋅。由于廢舊電解液中的溴濃度往往較高，對(duì)后續(xù)的組分濃度測(cè)試有影響，因而需要對(duì)溴進(jìn)行中和，以降低電解液中的溴含量。

（2）除鐵：根據(jù)電解液中二價(jià)鐵離子濃度加入過(guò)氧化氫，將二價(jià)鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子，再加入氨水，與三價(jià)鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，過(guò)濾除去沉淀。由于鋅溴電池在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過(guò)程中，電池主體材料中的金屬物質(zhì)會(huì)溶解在電解液中，特別是溶解在電解液中的鐵對(duì)溴絡(luò)合劑有不良影響，因而需將溶解在電解液中的鐵除掉。

（3）溴絡(luò)合劑的分析：采用液質(zhì)聯(lián)用儀器和核磁共振儀器對(duì)電解液進(jìn)行分析，若液質(zhì)聯(lián)用圖譜中無(wú)雜質(zhì)峰，且核磁共振譜圖上氫的位置和數(shù)量與N－甲基-N－乙基吡咯烷鹽氫的位置和數(shù)量一一對(duì)應(yīng)，則電解液中溴絡(luò)合劑性質(zhì)不變，進(jìn)行步驟（4）、（5）的處理后再利用；若液質(zhì)聯(lián)用圖譜中有雜質(zhì)峰，或者核磁共振譜圖上氫的位置和數(shù)量與N－甲基-N－乙基吡咯烷鹽氫的位置和數(shù)量不完全對(duì)應(yīng)，則電解液中溴絡(luò)合劑的性質(zhì)發(fā)生變化，回收溴化鋅之后廢棄。

（4）濃度測(cè)定：用EDTA滴定法測(cè)定電解液中鋅離子濃度，用奈氏試劑光度法測(cè)定電解液中銨根離子濃度，用二價(jià)鐵還原法測(cè)定電解液中溴絡(luò)合劑絡(luò)合的溴分子濃度（以確定溴絡(luò)合劑的濃度）；

（5）溶液調(diào)配：根據(jù)濃度測(cè)定結(jié)果，加水稀釋和/或加入濃度偏小物質(zhì)成分，以調(diào)配電解液中各組分濃度，使溴化鋅為2～3mol/l、氯化銨為1～3mol/l、溴絡(luò)合劑為0.75～1mol/l；然后再調(diào)節(jié)PH值即可。

前述方法中，步驟（1）中所述鋅粉需緩慢加入。

前述方法中，步驟（2）所述電解液中二價(jià)鐵離子濃度用分光光度計(jì)法測(cè)定。

前述方法中，步驟（3）所述液質(zhì)聯(lián)用儀器為安捷倫6460液質(zhì)聯(lián)用儀（Agilent?Technologies）；所述核磁共振儀器為核磁共振波譜儀（NMR?Spectrometer）。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)對(duì)廢舊鋅溴電池用電解液進(jìn)行溴中和、除鐵、溴絡(luò)合劑分析、濃度測(cè)定以及調(diào)配等處理，使得用過(guò)的溴絡(luò)合劑性質(zhì)不變的電解液可再次重復(fù)利用，且處理后獲得的再生電解液具有優(yōu)良的電流效率、電壓效率和能量效率，與正常電解液的運(yùn)行效果一致；因而本發(fā)明所提供的回收處理方法不僅節(jié)省了廢液處理的費(fèi)用，降低了電解液的回收成本，而且延長(zhǎng)了電解液的使用壽命，提高了資源的利用率并大大降低了電解液的實(shí)際生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明電解液的回收處理流程圖；