[发明专利]一种全钒液流电池电解液的制备方法

摘要

本发明涉及一种全钒液流电池电解液制备领域，特别涉及由钒厂生产的五价合格钒液到液流电池四价电解液制备领域，现有的硫酸氧钒电解液，均由五氧化二钒或三氧化二钒等产品制备而成，纯度低而价格高。本发明的目的是，在降低成本的基础上，采用钒厂生产的五价合格钒液为原料，生产出高浓度、高纯度的硫酸氧钒电解液。本发明的制备方法，可以以较少的步骤，制备出高纯度、高浓度的四价硫酸氧钒电解液，既提高了产品性能，又降低了生产成本。

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，镁盐与铬酸根的物质的量之比为1∶1.1，钙盐与磷酸根的物质的量之比为1∶1.1；(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。