[发明专利]一种钒电解液的回收方法

说明书

本发明提供一种钒电解液的回收方法，包括以下步骤：步骤1、通过正极充电或者加入氧化剂的方式，将钒电解液中钒的平均价态调整至不小于4.9；步骤2、将钒电解液加水稀释到V₂O₅含量小于等于100g/L；步骤3、向步骤2稀释得到的钒电解液中加入碱性物质调节溶液pH至2～3，加热搅拌，经过过滤洗涤得到红钒；步骤4、将步骤3得到的红钒与水混合，加入碱性物质调节溶液pH至7～9，加热搅拌至溶液溶解澄清；步骤5、向步骤4所得溶液中加入沉淀剂，搅拌、过滤得到高纯偏钒酸铵AMV。该回收方法能实现多种体系钒电解液的有效回收，具有工艺简单，操作方便，产品纯度高的优点。

技术领域

本发明涉及电解液回收技术，尤其涉及一种钒电解液的回收方法。

背景技术

钒氧化还原液流电池，简称钒电池。是一种新型的电化学储能系统，与传统的蓄电池相比，具有可快速、大容量充放电、自放电率低和电池结构简单等特点，它是满足风能、太阳能等新型能源大规模储能的理想电源形式。作为电池活性物质的电解液而言，正极电解液由四价与五价钒离子及硫酸的混合溶液组成，负极电解液由二价与三价钒离子及硫酸的混合溶液组成；电池充电后，正极物质为五价钒离子硫酸溶液，负极为二价钒离子硫酸溶液；电池放电后，正负极分别为四价及三价钒离子硫酸溶液。五氧化二钒作为制备钒电解液的主要原料，广泛应用于钒电池相关领域。其主要是通过钒钛磁铁矿、含钒石煤矿等钒源，经过钠化焙烧、浸出、沉钒、煅烧等工序制取。钒电解液经过液流电池长期使用后，钒浓度及酸浓度严重超标，产生沉淀、黏着、价态失衡等现象，进而无法使用。

目前，失效钒电解液的处理方法主要有：

公开号为“CN 201210514078”，发明名称为“一种利用失效的钒电池用电解液制取硫酸氧钒的方法”，公开了一种钒不同浓度电解液在氮气保护条件下，将正极充电将钒价态充电至5价，调节溶液pH至4-7，加热至90℃恒温，加入沉淀剂，搅拌1h，停止加热继续搅拌2h。静置24h得到沉淀物，加入还原剂(乙醇、乙酸、乙醛)还原后静置24h，离心机5000r/min，20min，得到硫酸氧钒晶体，回收率＞90％。该技术工艺复杂，流程长，成本高，不能规模生产。

公开号为“CN201710934599”，发明名称为“五氧化二钒的制备方法”，公开了一种向钒电池正极和/或负极电解液中加入过氧化氢，在经超声波作用下反应，将电解液中非五价钒氧化成五价钒。加水调pH＜3沉钒，再经酸性洗涤即得五氧化二钒。该技术钒收率较低仅可达68％以上，并且工艺废水量较大，生产成本高。

目前，国内对于钒电解液的回收技术存在工艺复杂，成本高，回收率低，回收产品杂质含量高，无法大规模生产等问题。并且国内主要研究方向在于硫酸体系的钒电解液的回收，而对于氯体系及混酸体系的钒电解液的回收研究较少。因此，开发适用性更广、工艺简单、产品纯度高的钒电解液回收技术，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述钒电解液回收工艺复杂、成本高、回收率低、仅适用于硫酸体系回收的问题，提出一种钒电解液的回收方法，该回收方法能实现多种体系钒电解液的有效回收，具有工艺简单，操作方便，产品纯度高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钒电解液的回收方法，包括以下步骤：

步骤1、通过正极充电或者加入氧化剂的方式，将钒电解液中钒的平均价态调整至不小于4.9，优选的不小于4.93；本发明首先将钒电解液中钒的平均价态调整至不小于4.9是因为：钒的平均价态太低，钒电解液中含有较多四价钒，在沉淀过程中，四价钒基本不沉淀，导致钒的回收率降低；

步骤2、将钒电解液加水稀释到V₂O₅含量小于等于100g/L(或V含量小于等于1.10mol/L)；钒电解液浓度太高，调pH过程会出现溶液粘稠现象，搅拌困难；