一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114349047A(43)申请公布日2022.04.15(21)申请号202011093749.7(22)申请日2020.10.13(71)申请人核工业北京化工冶金研究院地址101149北京市通州区九棵树145号(72)发明人占先进苑海涛(74)专利代理机构核工业专利中心11007代理人任超(51)Int.Cl.C01G31/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法(57)摘要本发明提供了一种制造硫酸氧钒的方法，该方法通过萃取剂从钒净化液中选择性萃取钒，经还原反萃直接制备硫酸氧钒的工艺技术，与传统硫酸氧钒制备工艺相比，具有工艺过程简单、流程短、成本低廉、钒回收率高、环保节能的优点。CN114349047ACN114349047A权利要求书1/1页1.一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于:包含以下步骤：1)钠化焙烧含钒熟料浸出液或钒酸铵溶解液，除杂后得到钒净化液；钒净化液金属钒含量25-40克/升，pH值2.0-4.0；2)将萃取剂与钒净化液按照体积相比1:1-1:1.5室温下混合搅拌10-15分钟；3)将还原性酸液与载钒有机相按照体积相比1:3-1:4室温下反萃取30-45分钟，反萃取后得到金属钒浓度100克/升左右的高纯硫酸氧钒溶液；4)将所述高纯硫酸氧钒溶液浓缩结晶得到硫酸氧钒晶体。2.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤2)中萃取原液为钒净化液，吸附原液PH值为2.0～4.0。3.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤2)中，所有具备选择性吸附钒的有机胺类萃取剂均可作为备选萃取剂。4.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤3)中，反萃取剂具有还原性，反萃取剂组成为：2-8％H2SO3+4-15％H2SO4混合液或具备还原性的其他还原性硫酸体系溶液。5.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤3)中，还原反萃下来的VOSO4溶液经浓缩调配制成全钒液流电池用电解液或进一步结晶得到高纯硫酸氧钒晶体。6.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤3)中，萃余水相调碱后返回浸出工艺重新浸出钒，反萃取剂直接形成产品液，整个过程无废水外排。7.根据权利要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，其特征在于：步骤3)中，萃取工序和反萃取工序都在室温下进行，无需热源，。8.根据发明要求1所述的一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法，步骤3)中，还原反萃法工艺采用有机胺类作为萃取剂。2CN114349047A说明书1/4页一种还原反萃法制备硫酸氧钒的方法技术领域[0001]本发明涉及全钒离子液流电池电解液技术领域，是一种利用还原反萃法直接从钒净化液制备硫酸氧钒电解液的技术方法。背景技术[0002]全钒离子液流电池具有特殊的电池结构，可深度大电流密度放电，具有寿命长、规模大、安全可靠等突出优势，是规模储能的首选技术之一，在风力与光伏发电、电网调峰、分布电站、军用蓄电、市政交通、通讯基站、UPS电源等广阔领域有着极其良好的应用前景。[0003]硫酸氧钒电解液是钒电池最核心的组成部分之一，因此，硫酸氧钒的制备技术直接影响着电解液的性能和成本。[0004]目前具有代表性的硫酸氧钒制备专利技术主要集中在以下几种：[0005]一、以五氧化二钒为原料，如CN201410472915.2《一种制备硫酸氧钒溶液的方法》，首先用硫酸溶液溶解，然后加入还原剂，反应完成后，过滤得到硫酸氧钒溶液；该技术方法存在的主要问题在于：一方面要求五氧化二钒原料纯度要高，其原料成本比钒液高很多；另一方面是五氧化二钒要在高温约300摄氏度才能溶解在硫酸溶液中，能耗较高；此外，最终获得的硫酸氧钒溶液浓度较低，需要浓缩调配才能达到钒电池电解液标准。[0006]二、以五价钒净化液为原料，调酸至pH1-2然后加入还原剂还原成四价钒，然后萃取富集，用硫酸溶液反萃取，得到硫酸氧钒溶液；CN201210209648.0《一种高纯度硫酸氧钒溶液的两段萃取制备方法》用钒厂生产的五价合格钒液，经过初步的除杂过程净化后，采用胺类萃取剂萃取五价钒→加入还原剂还原成四价→酸性萃取剂萃取四价钒，再用稀硫酸反萃取得到高纯的四价硫酸氧钒溶液。得到浓度为1～4M的高纯度、高浓度的硫酸氧钒电解液。该技术起始钒溶液浓度较低情况下加入还原剂还原，导致还原剂使用量增多使用效率低下，还原后又对四价钒和五价钒分别进行了俩次萃取，从而得到硫酸氧钒溶液，萃取流程增加导致环保问题增多和加工成本增高，俩次萃取产生的萃余水相无法循环使用，