一種硫酸氧釩電解液的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硫酸氧釩電解液的制備方法。本硫酸氧釩電解液的制備方法通過(guò)提取硫酸氧釩溶液、無(wú)機(jī)還原硫酸氧釩溶液、混合萃取劑制備、硫酸氧釩反萃取、有機(jī)還原硫酸氧釩反萃取液、硫酸氧釩電解液前體濃縮等步驟，制備一種高純度的硫酸氧釩電解液。本發(fā)明一種硫酸氧釩電解液的制備方法工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，廣泛適用于全釩電池用硫酸氧釩電解液規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種硫酸氧釩電解液的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硫酸氧釩電解液的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 全釩氧化還原液流電池（VRB)是一種優(yōu)秀的儲(chǔ)能裝置。該電池容量取決于電解液 的量和釩離子濃度，電解液可以與電池分開(kāi)放置，電池壽命長(zhǎng)，可靠性高，可快速充放電。在 光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、削峰填谷等方面有很大發(fā)展前景。VRB電池沒(méi)有固態(tài)反應(yīng)，不發(fā)生電極 物質(zhì)結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變，且價(jià)格便宜，安全環(huán)保，操作和維護(hù)費(fèi)用低。VRB電池由兩個(gè)電解液池 和一層層的電池單元組成。電解液池用于盛放兩種不同的電解液，每個(gè)電解液池配有一個(gè) 泵，用于在封閉的管道中為電池單元輸送電解液。電池單元由兩個(gè)"半單元"組成，兩個(gè)"半 單元"中分別盛放不同離子形態(tài)的釩的電解液，中間有隔膜和用于收集電流的電極。硫酸 氧釩電解液是釩電池電化學(xué)反應(yīng)的活性物質(zhì)和電能的載體，是全釩液流電池的關(guān)鍵材料， 對(duì)電池性能有直接影響。目前，釩電池的研究已進(jìn)入實(shí)用化階段，其發(fā)展仍受一些關(guān)鍵因素 制約，高濃度及穩(wěn)定性好的硫酸氧釩電解液的低成本制備是主要制約因素之一。現(xiàn)有全釩 液流電池技術(shù)條件下，為了保障電池的綜合性能，要求硫酸氧釩電解液中釩濃度> 2mol/L， 要求硫酸氧f凡中鈉、鉀或鎂分別< 40ppm，|丐< 25ppm，鐵、猛、錯(cuò)、銅、鎳、鋅、鈦、鉻、鑰、鈷、 硅或砷等分別< lOppm，硫酸氧釩純度應(yīng)99. 98%以上。我國(guó)擁有豐富的煉鋼釩渣及含釩 石煤資源，提釩過(guò)程中浸出、反萃取、樹(shù)脂解析所得硫酸氧釩溶液的釩濃度< 〇. 8mol/L，含 三價(jià)鐵與硫酸氧釩質(zhì)量比在〇. 008、. 05范圍內(nèi)，硫酸氧釩與金屬總雜質(zhì)質(zhì)量（V0S04/ΣMe < 80,pH < 1. 0,該硫酸氧f凡溶液不能滿足f凡電池電解液技術(shù)要求。當(dāng)前，全f凡液流電池的 硫酸氧釩溶液的制備方法是把V2〇 5粉末直接加入H2S04溶液，加熱溶解，再加入還原劑將釩 的價(jià)態(tài)還原為四價(jià)。該方法制備的硫酸氧釩溶液濃度低，而且市售V 205粉末在酸溶解前，要 經(jīng)進(jìn)一步除雜提純，其能耗和成本高。直接溶解硫酸氧f凡是制備硫酸氧鑰;電解液最直接、最 簡(jiǎn)便的方法。但硫酸氧釩價(jià)格昂貴，采用這種方法制備釩電池電解液經(jīng)濟(jì)上不可行。電解 釩氧化物也被用于制備硫酸氧釩電解液。方法是采用H 2S04為陽(yáng)極室電解液，V205和&50 4 為陰極室電解液，用石墨電極恒流電解。該方法的釩利用率低，而且電解液純度同樣取決于 原料V205的純度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種硫酸氧釩電 解液的制備方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本硫酸氧釩電解液的制備方法包括以下步驟， 步驟（1):將氫氧化鈣用釩渣及石煤提取，得到pH為3. (Γ4. 0的硫酸氧釩溶液； 步驟（2):將按二價(jià)氧化物所需還原劑量:Γ5倍的五水硫代硫酸鈉加入步驟（1)提取得 到的硫酸氧釩溶液； 步驟（3):按照重量份比例計(jì)，將P507 : TBP :磺化煤油為20?30 : ΚΓ20 : 40?50混
【權(quán)利要求】
1. 一種硫酸氧釩電解液的制備方法，其特征是：所述制備方法包括以下步驟， 步驟（1):將氫氧化鈣用釩渣及石煤提取，得到pH為3. (Γ4. 0的硫酸氧釩溶液； 步驟（2):將按二價(jià)氧化物所需還原劑量:Γ5倍的五水硫代硫酸鈉加入步驟（1)提取得 到的硫酸氧釩溶液； 步驟（3):按照重量份比例計(jì)，將P507 : TBP :磺化煤油為20?30 : 10?20 : 40?50混 合制成萃取劑，在相比〇/A=4 :1，萃取時(shí)間30min，澄清時(shí)間lOmin的條件下對(duì)步驟（2)制得 的硫酸氧釩溶液進(jìn)行多級(jí)逆流萃取，級(jí)數(shù)為:Γ6級(jí)； 步驟（4):將步驟（3)得到的萃取液進(jìn)行兩相分離，用去離子水洗滌載釩有機(jī)相，在相比 0/Α=10:1，洗滌時(shí)間5min的條件下；使用100g/L的硫酸溶液進(jìn)行:Γ6級(jí)多級(jí)逆流反萃取載 釩有機(jī)相，相比〇/Α=1(Γ5 : 1，萃取時(shí)間lOmin，澄清時(shí)間5min，兩相分離后即制得硫酸氧釩 反萃取液； 步驟（5):向步驟（4)制得的硫酸氧fL反萃取液中加入氨水，至硫酸氧fL反萃取液pH為 2,加入抗壞血酸調(diào)整溶液電位值< 100mV，用步驟（3)制得的萃取劑萃取，級(jí)數(shù)為：Γ6級(jí)， 相比〇/Α=5~1: 1，萃取時(shí)間為20min，兩相分離后，用3g/L的硫酸溶液洗滌載釩有機(jī)相，相 比〇/A=3:1，洗滌時(shí)間5min ;用50g/L的硫酸溶液多級(jí)逆流反萃取，級(jí)數(shù)為:Γ6級(jí)，相比0/ Α=1(Γ5 :1，反萃取時(shí)間20min，即得到硫酸氧釩電解液前體； 步驟（6):將步驟（5)制得的硫酸氧釩電解液前體通過(guò)蒸餾濃度至全其質(zhì)量的70%，即 得本硫酸氧釩電解液。
【文檔編號(hào)】H01M8/18GK104064800SQ201410266172
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】孫琦, 李巖, 孫慧英 申請(qǐng)人:青島乾運(yùn)高科新材料股份有限公司