[发明专利]一种高纯度硫酸氧钒溶液的两段萃取制备方法

摘要

本发明涉及一种高纯度硫酸氧钒溶液的两段萃取制备方法，其特征是，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一系列步骤的方法，无须经过固态过程，直接由五价钒酸钠溶液制备成为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。此方法以合格五价钒液为原料，制备过程中消耗的均为常用试剂，价格低廉；制备过程中应用的萃取剂可反复应用，成本低；且具有制备步骤简单，反应条件温和，无需高温、得到电解液产品纯度高的优点。

主权项

一种全钒液流电池电解液的制备方法，其特征在于该制备方法经过初步除杂→碱性萃取→还原→酸性萃取→除油五个步骤，直接由五价钒酸钠溶液制备成为高纯的四价硫酸氧钒溶液；具体步骤是：(1)除杂：在原液中加入除杂剂，使钒液中含量较高的杂质形成沉淀，过滤去除；在pH＝8～9的范围内，用铝盐、镁盐和钙盐除去钒液中的硅酸根、铬酸根、磷酸根杂质阴离子；在pH＝10～11的范围内，用碳酸根、硫离子除去钒液中的金属杂质阳离子；铝盐与硅酸根的物质的量之比为1∶1～1∶1.2，镁盐与铬酸根的物质的量之比为1∶1～1∶1.2，钙盐与磷酸根的物质的量之比为1∶0.7～1∶1.2；(2)碱性萃取：将除杂后原液用碱性萃取剂进行萃取，用弱碱性氯化铵溶液进行反萃，将五价钒溶液纯化；萃取过程中，采用30～40％的季铵盐作为萃取剂，煤油作为稀释剂，反萃过程中，采用pH＝5～9氨性或弱酸性的氯化铵溶液为反萃剂；在萃取工序中，萃取固相比为1∶5，反萃固相比为1∶1；(3)还原：在钒酸盐沉淀中加入还原剂，调节酸度，使钒酸盐还原成为硫酸氧钒；采用无机物如羟氨联氨、采用有机物如草酸作为还原剂，采用无机酸如硫酸、采用有机酸如醋酸调节溶液的pH＜1，将偏钒酸铵还原成为硫酸氧钒；(4)酸性萃取：将还原得到硫酸氧钒用酸性萃取剂进行萃取，3～4M的硫酸进行反萃，进一步纯化硫酸氧钒溶液；采用中性含氧酯类化合物和酸性含磷化合物作为萃取剂；萃取过程中，采用30～40％的磷酸二异辛酯作为萃取剂，采用5～10％的磷酸三丁酯作为协萃剂，采用磺化煤油作为稀释剂；反萃过程中，采用3～4M的硫酸作为反萃剂；萃取相比为1∶1，反萃相比为1∶1；在萃取后，萃取剂用硫酸反萃，萃余液用氨水、氢氧化钠、碳酸钙或碳酸钡调节的pH值为2～3，再用反萃后的萃取剂进行下一级萃取；如此萃取‑反萃4～6级可完成萃取过程；(5)除油：采用活性炭吸附硫酸氧钒溶液表面残余的有机相，制备成为高纯的硫酸氧钒溶液；活性炭在应用之前经过酸洗、水洗、高温处理，除去有机和无机杂质；除杂后的活性碳粉加入到反萃液中，经过加热、冷却、过滤除油。