[發(fā)明專利]一種由含釩浸出液生產(chǎn)硫酸氧釩的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810042544.2
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108336381B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國昌;陳彥博;宋明明;閻成友;孟昭揚(yáng)
• 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)明提供一種由含釩浸出液生產(chǎn)硫酸氧釩的方法，包括以下步驟：將釩原料溶解后過濾獲得含釩浸出液，調(diào)整pH至6?10，向含釩浸出液中加入氧化劑，使釩氧化成五價(jià)得到五價(jià)釩溶液；向五價(jià)釩溶液中加入還原劑、引發(fā)劑，調(diào)整pH至6?10，反應(yīng)溫度為30?100℃，將反應(yīng)得到的含釩沉淀固液分離獲得含釩固體以及濾液；用溶劑將含釩固體溶解后，過濾得到硫酸氧釩溶液，所述溶劑為硫酸；將硫酸氧釩溶液冷卻結(jié)晶，得到結(jié)晶母液和硫酸氧釩晶體。該方法能避免使用銨鹽，在有效降低硫酸氧釩成本的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釩化學(xué)技術(shù)，尤其涉及一種由含釩浸出液生產(chǎn)硫酸氧釩的方法。

背景技術(shù)

全釩氧化還原液流電池是一種優(yōu)良的儲能電池，該電池壽命長，壽命期內(nèi)平均能量成本低，可靠性高，可快速充放電，功率與能量單元分離，在光伏發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電，削峰填谷等方面具有很大的發(fā)展前景。全釩液流電池也有很多缺點(diǎn)，例如安裝成本較高，鉛酸電池的安裝成本為500-600元/kwh，鋰電池為1500-2000元/kwh，而釩電池的安裝成本高達(dá)2500-3000元/kwh。釩電池高昂的價(jià)格是影響其應(yīng)用的關(guān)鍵因素。

全釩液流電池電解液是全釩電池的關(guān)鍵材料，其制造成本占據(jù)釩電池總成本的1/3，因此降低全釩液流電池電解液生產(chǎn)成本，將有利于全釩液流電池的應(yīng)用。為了促進(jìn)釩電池的應(yīng)用，需要繼續(xù)從電池電解液的生產(chǎn)工藝上想辦法降低成本。

傳統(tǒng)的釩電解液生產(chǎn)方法包括以下步驟：鈉化焙燒含釩原料-浸出-中和-銨鹽沉淀-焙燒-溶解-電解獲得全釩液流電池電解液。鈉化焙燒是釩原料處理廣泛使用的方法，其原理是通過高溫將不溶性釩化合物轉(zhuǎn)化成可溶五價(jià)釩的鈉鹽，如偏釩酸鈉或者正釩酸鈉。在傳統(tǒng)的釩電解液生產(chǎn)工藝中，使用銨鹽將可溶性釩鹽轉(zhuǎn)化成沉淀，形成多釩酸銨或者偏釩酸銨，在此過程中產(chǎn)生了含釩和氨的沉釩廢水，廢水脫氨和釩需要大量的堿和蒸汽，導(dǎo)致成本高昂。以偏釩酸銨為例，加堿脫氨過程需要的費(fèi)用高達(dá)5000-10000元/tV₂O₅，折合到電解液高達(dá)750-1500元/m³。

另一種生產(chǎn)釩電池電解液的傳統(tǒng)方法，是將釩化合物如V₂O₅與硫酸混合，加入還原劑，將釩還原成四價(jià)，形成硫酸氧釩溶液，然后再電解獲得釩電池電解液，還原劑一般來說還原劑可以是SO₂、糖類、草酸等物質(zhì)，還原劑的使用一方面增加了生產(chǎn)成本，此外，一般來說還原過程產(chǎn)生了刺激性氣體或者酸性氣體，對環(huán)境造成了影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對目前硫酸氧釩的制備方法生產(chǎn)成本高、污染環(huán)境的問題，提出一種由含釩浸出液生產(chǎn)硫酸氧釩的方法，該方法能避免使用銨鹽，在有效降低硫酸氧釩成本的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了綠色生產(chǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種由含釩浸出液生產(chǎn)硫酸氧釩的方法，包括以下步驟：

步驟1、將釩原料溶解后過濾獲得含釩浸出液，調(diào)整pH至6-10，向含釩浸出液中加入氧化劑，使釩氧化成五價(jià)得到五價(jià)釩溶液；本發(fā)明所述釩原料選取廣泛，對釩原料中釩價(jià)態(tài)沒有限制，即所述釩原料中可以包括三價(jià)釩、四價(jià)釩和五價(jià)釩中的一種或多種，該步驟用于溶解釩原料的溶劑可根據(jù)釩原料的理化性能選擇酸浸或堿浸；

步驟2、向五價(jià)釩溶液中加入還原劑、引發(fā)劑，調(diào)整pH至6-10，反應(yīng)溫度為30-100℃，將反應(yīng)得到的含釩沉淀固液分離獲得含釩固體以及濾液；

步驟3、用溶劑將含釩固體溶解后，過濾得到硫酸氧釩溶液，所述溶劑為硫酸；

步驟4、將硫酸氧釩溶液冷卻結(jié)晶，得到結(jié)晶母液和硫酸氧釩晶體。

進(jìn)一步地，步驟1所述五價(jià)釩溶液中V₂O₅濃度為30～110g/L，優(yōu)選為40～80g/L。