[發(fā)明專利]一種處理含釩廢液制備偏釩酸鈉的方法

有效

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• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108588737B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉帥舟;李君濤;史小虎;余龍海
• 申請（專利權）人: 湖南釩谷新能源技術有限公司
• 主分類號: C25B1/00
• 分類號: C25B1/00;C25B11/04;C01G31/00;H01M8/008
• 代理公司: 北京潤川律師事務所 11643
• 代理人: 汪永生;張超

本發(fā)明屬于廢液處理領域，具體公開了一種處理含釩廢液制備偏釩酸鈉的方法，將含釩廢液通入電解槽的正極室進行陽極反應，將含釩廢液總釩價態(tài)電解至五價，得到五價釩溶液；五價釩溶液用堿調(diào)節(jié)pH值至8～12，之后進行蒸發(fā)結(jié)晶或溶析結(jié)晶，得到偏釩酸鈉和硫酸鈉的晶體混合物；偏釩酸鈉和硫酸鈉的晶體混合物用甘油溶解，然后過濾，用無水乙醇清洗濾渣，所得濾渣經(jīng)干燥得到純偏釩酸鈉產(chǎn)品。本發(fā)明方法不但可以解決廢液的處理問題，減少廢液排放，杜絕環(huán)境污染，更可以生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，且該方法步驟簡單、回收率高，無危險、環(huán)境友好。

技術領域

本發(fā)明涉及廢液回收處理技術領域，特別涉及含釩廢液回收處理技術領域。

背景技術

全釩氧化還原液流電池擁有能量轉(zhuǎn)換效率高、容量可調(diào)節(jié)、使用壽命長、高安全性和環(huán)境友好等優(yōu)點，主要用于太陽能、風能等可再生能源的發(fā)電系統(tǒng)配套儲能設備、電網(wǎng)的調(diào)峰填谷裝置和不間斷電源和應急電源系統(tǒng)。在釩電池中，電池能量是以電解液形式儲存的。全釩電解液是釩電池的重要組成部分，是能量儲存的載體，電解液是由釩離子和硫酸組成，正極是由VO2+/VO2+氧化還原電對組成，負極是由V3+/V2+組氧化還原電對組成。近幾年來，隨著釩電池的興起，全釩電解液的生產(chǎn)量越來越大。

但是，隨著釩電池長期使用，電池系統(tǒng)不斷的進行充、放電，釩電解液的離子種類及含量會發(fā)生改變，主要表現(xiàn)為硫酸根濃度、釩離子濃度增加，電解液出現(xiàn)結(jié)晶、沉淀，正負極釩離子價態(tài)不均衡、雜質(zhì)離子增加等，導致釩電池正負極不匹配，能量失衡無法正常使用。雖然可以利用電解還原的方法將電解液中釩離子價態(tài)恢復到初始狀態(tài)，但是經(jīng)過長期的回收再電解，電解液內(nèi)的雜質(zhì)含量過高，電化學性能降低，且除雜工藝較為復雜，很難將電解液恢復到初始性能，最終導致電解液經(jīng)過長期使用后失效，無法使用。目前也有報道是將廢液中的釩以五氧化二釩或硫酸氧釩的形式提煉出來，但提煉五氧化二釩或硫酸氧釩工藝較為復雜，還需用到高溫、高壓等特種設備，提煉成本較高。目前受制于環(huán)保等的要求及資源的高效利用，失效電解液的處理，是許多釩電池生產(chǎn)廠家面臨的亟待解決的問題。

同樣，在硫酸氧釩制備行業(yè)也存在廢液處理的問題。硫酸氧釩制備工藝一般是硫酸溶解五氧化二釩，還原劑還原，蒸發(fā)結(jié)晶，脫水得到硫酸氧釩。硫酸氧釩制取后的含釩和酸的廢液處理，是生產(chǎn)廠家面臨的亟待解決的問題。

基于上述原因，有必要對相關行業(yè)的含釩廢液進行研究，尋求一種處理工藝簡單，回收率高，效益好的含釩廢液的回收處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種處理含釩廢液的方法，不但可以解決廢液的處理問題，減少廢液排放，杜絕環(huán)境污染，更可以生產(chǎn)出高附加值的產(chǎn)品，且該方法步驟簡單、回收率高，無危險、環(huán)境友好。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種處理含釩廢液制備偏釩酸鈉的方法，步驟如下：

電解處理含釩廢液：將含釩廢液通入電解槽的正極室進行陽極反應，將含釩廢液總釩價態(tài)電解至五價，得到五價釩溶液；

制備偏釩酸鈉粗品：所述五價釩溶液用堿調(diào)節(jié)pH值至8～12，之后進行蒸發(fā)結(jié)晶或溶析結(jié)晶，得到偏釩酸鈉和硫酸鈉的晶體混合物；

偏釩酸鈉粗品提純：偏釩酸鈉和硫酸鈉的晶體混合物用甘油溶解，然后過濾，用無水乙醇清洗濾渣，所得濾渣經(jīng)干燥得到純偏釩酸鈉產(chǎn)品。

其中，電解處理含釩廢液時，陽極反應的反應設定時間通過以下步驟計算得出：

采用電位滴定或化學滴定的方法測定含釩廢液總釩濃度C及平均價態(tài)M，

其中，總釩濃度C＝C(Ⅱ)+C(Ⅲ)+C(Ⅳ)+C(Ⅴ)，

平均價態(tài)M為：

C(Ⅱ)、C(Ⅲ)、C(Ⅳ)、C(Ⅴ)分別表示含釩廢液中二價釩的濃度、三價釩的濃度、四價釩的濃度、五價釩的濃度，單位均為mol/L；