[發明專利]一種工業釩渣鈣化焙燒酸浸液制備高純硫酸氧釩溶液的方法

在審

• 申請號: 202211075060.0
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115477326A
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 郭赟;辛亞男;楊亞東;劉波
• 申請（專利權）人: 成都先進金屬材料產業技術研究院股份有限公司
• 主分類號: C01G31/00
• 分類號: C01G31/00;C01G45/02;C01F5/08;C22B7/00;C22B26/22;C22B47/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 房艷萍;李馨

本發明公開了一種工業釩渣鈣化焙燒酸浸液制備高純硫酸氧釩溶液的方法，涉及濕法冶金分離提取釩技術領域。具體是添加脫硅劑除去浸出液中硅，選擇合適的萃取體系選擇性萃取釩，實現釩與雜質元素分離。負載釩有機相經洗滌、還原反萃可得到高純硫酸氧釩溶液，萃余液經逐步沉淀分別回收鎂、錳資源。本發明制備硫酸氧釩溶液的流程短、成本低、效率高，且在得到高純硫酸氧釩溶液的同時，還可以分步回收錳和鎂。

技術領域

本發明涉及濕法冶金分離提取釩技術領域，一種工業釩渣鈣化焙燒酸浸液制備高純硫酸氧釩溶液的方法。

背景技術

電解液作為全釩液流電池的一個重要部分，不僅決定了電池的儲能容量，還直接影響儲能系統的性能及成本。硫酸氧釩是釩電池電化學反應的活性物質，其性能好壞直接影響到釩電池的性能。因此，如何制備高純硫酸氧釩溶液對全釩液流電池具有重要意義。

目前制備硫酸氧釩溶液主要以五氧化二釩為原料，采用化學還原的方法，將五氧化二釩先溶解在硫酸溶液中，通過添加還原劑的方式將溶液中的V(V)還原成V(IV)。一般使用的還原劑有：草酸、檸檬酸、鋅粉、酒石酸、抗壞血酸、二氧化硫、甲酸和乙酸等。該法存在五氧化二釩固體溶解速度慢、釩離子濃度低、加入的還原劑難以完全清除、易引入雜質離子等缺點。并且，該方法以五氧化二釩為原料存在不可避免的問題，因為其在制備的過程中需要經歷除雜、反復的重溶沉淀、煅燒等過程，這就造成了五氧化二釩價格偏高。硫酸氧釩溶液以五氧化二釩為原料，還需要對五氧化二釩進行溶解、還原等步驟，使得制得的硫酸氧釩溶液的成本更高。同樣地，還有以三氧化二釩或者釩酸鹽為原料制備硫酸氧釩溶液的方法，依然存在相同的問題，原料的價格過高，造成硫酸氧釩溶液制備的全流程成本過高。綜上，現行硫酸氧釩溶液制備的方法成本過高，極大的限制了全釩液流電池的發展。因此，亟需一種價格低廉、短流程制備高純硫酸氧釩溶液的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種工業釩渣鈣化焙燒酸浸液制備高純硫酸氧釩溶液的方法，具體是添加脫硅劑除去浸出液中硅，選擇合適的萃取體系選擇性萃取釩，實現釩與雜質元素分離。負載釩有機相經洗滌、還原反萃可得到高純硫酸氧釩溶液，萃余液經逐步沉淀分別回收鎂、錳資源。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種工業釩渣鈣化焙燒酸浸液制備高純硫酸氧釩溶液的方法，包括以下步驟：

(1)向工業釩渣鈣化酸浸液中添加脫硅劑，去除工業釩渣鈣化酸浸液中的硅，攪拌、靜置、過濾，獲得浸出液；

(2)用季銨鹽、中等碳鏈醇、油相以及NaOH和NaCl的混合水溶液制備微乳液；

(3)將步驟(2)獲得的微乳液與步驟(1)獲得的浸出液按照一定體積比混合后，震蕩一定時間進行萃取，靜置分層，上相為微乳相，下相為水相，將微乳相和水相分離；

(4)將步驟(3)獲得的負載釩有機相(上層微乳相)進行洗滌、還原反萃，制備高純硫酸氧釩溶液；其中釩的收率在90％以上，高純硫酸氧釩溶液中釩濃度≥1.5M，各雜質濃度低于表1的濃度；

表1 GB/T 37204—2018一級品雜質濃度要求

(5)將步驟(3)獲得的下層水相逐級調節其pH值，逐級進行沉淀，分步回收錳、鎂；

(6)將步驟(4)還原反萃后獲得的有機相(微乳相)經中和洗滌、NaOH和NaCl的混合水溶液復原后，替代下一次反應的步驟(3)中的微乳液，進行循環使用，用于萃取。

基于以上技術方案，優選地，步驟(1)中，所述工業釩渣鈣化酸浸液中釩的濃度為20～35g·L^-1。

基于以上技術方案，優選地，步驟(1)中，所述脫硅劑為絮凝劑聚丙烯酰胺、聚羧酸減水劑，其濃度為0.01％～1.0％，攪拌時間為10～60min。