[发明专利]一种化学与电化学结合制钒液流电池电解液的方法

摘要

本发明涉及一种化学与电化学法相结合制备全钒液流电池电解液的方法，采用含可溶性钒酸盐的固体或溶液，特别是钒钛磁铁矿炼钢后的钒矿渣浸出液生产高纯高浓度钒电解液的方法。其特征在于经过除杂、酸性沉钒、多次碱浸沉钒、煅烧、还原的步骤，可制得硫酸浓度1～6摩尔每升、钒浓度1～5摩尔每升的硫酸氧钒电解液，与电化学法结合可制得3.5价或3价钒电解液，阳极的钒电解液电解后经化学还原可重复使用。本发明的方法，可处理钒矿渣浸出液和可溶性钒酸盐固体或溶液，具有流程简单、反应条件温和、成本显著降低等优点，所制得的高纯度高浓度钒电解液特别适用于全钒液流电池。

主权项

一种化学与电化学结合制钒液流电池电解液的方法，其特征在于该方法操作步骤如下：(1)采用钒矿渣浸出液或含可溶性钒酸盐的固体或溶液作为原料，调pH值为碱性，加入除杂剂，使钒酸盐溶液中含量较高难去除的杂质形成沉淀，过滤去除；(2)将步骤(1)所得的经初步除杂的钒酸盐溶液调pH值至4～6，加入沉钒剂‑硫酸铵、醋酸铵、氯化铵或氢氧化铵溶液，沉钒剂与钒的物质的摩尔比为1∶1～4∶1，进行沉钒反应，沉淀反应温度为90～100℃，反应时间为0.5～3小时，形成钒酸铵晶体沉淀，去除大部分杂质；(3)将步骤(2)中得到的钒酸铵沉淀物放入纯净水中，搅拌加热至80℃，同时加入氨水调pH值为8～10，充分搅拌2小时后，静止冷却，过滤，得到一级纯化的钒酸铵；(4)重复步骤(3)，则可得到多级纯化的钒酸铵；(5)将步骤(4)得到的钒酸铵在400～650℃进行煅烧，时间为0.5～5小时，得到高纯的五氧化二钒；(6)在硫酸介质中，用可溶性还原剂将步骤(2)所得到高纯的五氧化二钒还原为四价钒溶液，得到用于全钒液流电池的正极电解液；(7)将等体积的四价钒溶液置于电解池组的阴/阳极进行恒压电解，阴极得到用于全钒液流电池负极的三价钒电解液；阳极得到的五价钒溶液中加入可溶性还原剂，即转化为四价钒溶液；将等体积等浓度的三价钒溶液和四价钒溶液混合，即得到全钒液流电池正、负极皆用的3.5价钒电解液。