[發(fā)明專利]一種由含釩溶液生產(chǎn)全釩液流電池電解液的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810042543.8
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108281693B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許盛;孟昭揚;閻成友;尚俊龍;王姝婷
• 申請（專利權(quán)）人: 大連博融新材料有限公司
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種由含釩溶液生產(chǎn)全釩液流電池電解液的方法，包括以下步驟：步驟1、調(diào)整含釩溶液pH值，當(dāng)含釩溶液為酸性含釩溶液時，調(diào)整pH值至1?3；當(dāng)含釩溶液為堿性含釩溶液時，調(diào)整pH值至5?10；步驟2、用樹脂進行離子交換吸附含釩溶液中的釩離子；步驟3、用酸解析吸附有釩離子的樹脂獲得含釩解析溶液；步驟4、還原含釩解析溶液中的釩，當(dāng)釩濃度低于設(shè)定值時，返回步驟3循環(huán)解析；當(dāng)釩濃度大于等于設(shè)定值時，得到全釩液流電池電解液。該方法通過優(yōu)化工藝流程，降低了全釩液流電池電解液生產(chǎn)成本，減少廢水排放。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)，尤其涉及一種由含釩溶液生產(chǎn)全釩液流電池電解液的方法。

背景技術(shù)

釩是一種重要的耐高溫有色金屬，可作為高強度鋼材的合金元素，同時，釩的氧化物也是化學(xué)工業(yè)中不可缺少的催化劑，可用于重型卡車尾氣脫硝催化劑，可用作發(fā)電廠煙氣脫硝催化劑，也可以用作有機化工中的催化劑，如馬來酸酐催化劑。電子工業(yè)、宇航工業(yè)、陶瓷工業(yè)也使用釩和釩的化合物。近幾年釩也被用作全釩液流電池電解液，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，釩電池在其中占有重要的一席之地，2016年大連800MWh調(diào)峰電站項目采用全釩液流電池作為儲能電池，對于釩電池的發(fā)展具有重要的促進作用。

釩電池電解液的功能成分是各種價態(tài)的釩陽離子，與之配對的陰離子可以是硫酸或鹽酸等酸根。

釩資源在地球上分布范圍較廣，釩礦床類型主要分為巖漿型釩鈦磁鐵礦和沉積型釩礦，沉積型釩礦主要是含釩石煤，又稱石煤釩礦。我國石煤探明儲量達6.188×1010t，其V₂O₅品位多在0.3％～1.0％之間，總儲量以V₂O₅計約為1.18×108t，占我國礦石中釩總儲量的87％，是釩的重要資源。含釩石煤在我國分布很廣，陜西、湖南、湖北、安徽、浙江、江西、貴州、甘肅、河南等地均有大量含釩石煤資源。

傳統(tǒng)的釩礦提取釩工藝是鈉鹽焙燒-水浸，即通過鈉化焙燒，將釩轉(zhuǎn)化為可溶狀態(tài)，用水浸出焙砂，便可獲得含釩溶液。從含釩溶液中制得粗釩，加入銨鹽，如氯化銨、硫酸銨，獲得偏釩酸銨或者多釩酸銨。

北京礦業(yè)研究總院提供了一種石煤釩礦硫酸熟化浸出釩的方法CN 103555972 A，該方法的主要內(nèi)容是：用破碎機將石煤釩礦干式破碎粒徑至小于8mm，按釩礦質(zhì)量的20～50％加入濃硫酸拌勻，在150～300℃的溫度下熟化1～8h，然后加水?dāng)嚢杞?～8h，浸出溫度為50～100℃，浸出液固比8：1～1：1，然后固液分離，得到含釩浸出液和浸出渣。

吉首大學(xué)公開了一種從石煤釩礦中清潔高效提取五氧化二釩的方法該方法的主要步驟為：(1)將石煤釩礦破碎，然后球磨至80-200目；(2)按添加劑與礦粉質(zhì)量比的1-20％加入添加劑，混勻、成球、、烘干，然后在600-900℃下焙燒1-10h。(3)加入一定濃度為1-50％的硫酸浸出焙燒渣，在25-100℃下浸出1-20h，再進行過濾分離。(4)將含釩濾液用氯酸鈉氧化，在經(jīng)離子交換樹脂處理后，采用氯化銨沉釩，在450-550℃煅燒1-10h獲得五氧化二釩產(chǎn)品。該方法焙燒過程中沒有產(chǎn)生氣體，對環(huán)境無污染，具有較強的推廣與應(yīng)用價值。該專利使用離子交換樹脂進行釩的濃縮與分離，然后采用氯化銨沉釩。

武漢科技大學(xué)公開了一種石煤兩段選擇性浸出分離釩和鐵的方法，CN106755959A，具體方案是：將石煤破碎，在非氧化氣氛和800-900℃條件下焙燒60～80min，細磨，得焙燒料。按焙燒料與硫酸溶液I的固液比1:(1.5～3)t/m3，在20～40℃條件下江焙燒料于硫酸溶液I中酸浸10～30min，得含鐵酸浸液和一段酸浸渣。按焙燒料與硫酸溶液II的固液比為1:(1.5～3)t/m3，在90～98℃條件下將一段酸浸渣于硫酸溶液II中酸浸3～8h，得含釩酸浸液和二段酸浸渣。其中：所述硫酸溶液I的體積濃度為5～7％；所述硫酸溶液II的體積濃度為15～20％；所述石煤中黃鐵礦的含鐵量占石煤含鐵量的90％以上。該方法適用于黃鐵礦占總鐵量90％以上的石煤，焙燒的本質(zhì)是將氧化鐵轉(zhuǎn)化成易溶于酸的硫化亞鐵，進行一段低溫酸洗將鐵洗脫。