[发明专利]全钒液流电池用高纯五氧化二钒的制备方法

说明书

本发明涉及工业领域，尤其涉及全钒液流电池用高纯五氧化二钒的制备方法。包含沉淀罐，沉淀罐内部包含搅拌壳体，所述搅拌壳体上固定连接一个轴，该轴上固定有齿条，该齿条和动力轴啮合，该搅拌壳体能够随着齿条的上下运动而上下运动，齿条能够被动力轴驱动而上下运动，搅拌壳体上固定有滑座，滑座能沿着沉淀罐内壁上的滑轨运动，进一步限位搅拌壳体的升降；同时，搅拌壳体上包含中空的通道，中空的通道上方包含上加液管口，中空的通道包含多个开口，当从上加液管口灌进液体的时候，液体能够从多个开口进入沉淀罐内。

技术领域

本发明涉及工业领域，尤其涉及全钒液流电池用高纯五氧化二钒的制备方法。

背景技术

金属钒(元素符号V)，呈银灰色，原子序数为23，相对原子质量为50.42，在元素周期表中属VB族，具有体心立方晶格。其密度为6.11g/cm3，熔点1917℃，沸点3400℃，属少数难熔金属之一。高纯度的钒具有延展性。钒的化学性质比较稳定，在常温下不被氧化，甚至在300℃以下都能保持其光泽，对空气、盐水、稀酸和碱有较好的抗腐蚀性。

钒制品主要被用于钢铁工业中。目前，钒产品因具有许多特殊性能越来越广泛地被应用在化工、航空、航天等高科技领域中。提钒的原料主要来自于钒矿、钢渣、石煤、废钒催化剂、石油和沥青废料等。提钒工艺也因其原料的种类、性质及钒的含量的差异而各不相同。国内外现行的各种提钒技术，往往由于高成本、高污染、流程长、回收率低，其应用一直受到限制。因此，如何根据原料的特点制定出一套成本低、无污染、回收率高的工艺始终是一项技术难题。

目前提钒工艺主要原料为钒渣和石煤

1、钒渣提钒工艺

钒渣主要原料之一是钒钛磁铁矿，从钒钛磁铁矿中回收钒，常用的方法是将钒钛磁铁矿在高炉中冶炼出含钒生铁，通过选择性氧化铁水，使钒氧化后进入炉渣，得到含量较高的含钒钢渣作为提钒的原料。

目前钒渣的生产方式有两种:

1)转炉法生产钒渣，将含钒生铁水置于转炉内吹炼数分钟，使钒氧化进入炉渣，实现钒与铁的分离

2)雾化法生产钒渣，是使用压缩空气将铁水雾化成细小的液滴，空气中的氧使铁液中的钒发生氧化；该法生产的钒渣存在的问题是渣中的铁含量过高，优点是处理能力较大。从钒渣中提钒一般都要经过湿法冶金过程，其主要的单元操作有：焙烧、浸出、溶液净化和沉钒等。目前有代表性的提钒工艺有以下几种：

①酸浸-碱溶法

②钠化焙烧提钒法

③钙化焙烧提钒法

④溶剂萃取法

⑤离子交换提钒法

2 石煤提钒工艺

含钒石煤是我国的主要钒矿资源。我国石煤中五氧化二钒品位较高，一般为0.18%～1.10%，有的高达2%～4%含钒石煤的物质组成较复杂，钒的赋存状态和赋存价态变化多样，分散细微。石煤中的钒绝大部分以V(Ⅱ)形态存在于云母类及高岭石等黏土矿物中，部分取代硅氧四面体复网层和铝氧八面体单网层中的Al(Ⅲ)。石煤中的钒还可形成钛钒石榴石、铬钒石榴石、砷硫钒铜矿等矿物，亦可以金属有机络合物和钒叶啉的形态存在，有时也以络合阴离子呈吸附形态存在。石煤提钒的基本原理为：通过浸出使钒由固相(石煤或石煤焙烧渣)进入到液相(浸出液)中，采用萃取或离子交换等手段使钒富集后，利用沉淀和结晶技术，使钒由液相转化为固相，煅烧后得到五氧化二钒产品。从工艺流程来看，涉及到焙烧、浸出、富集(萃取或离子交换)和沉钒四个工艺步骤，这四个步骤的效率决定了钒总回收率的高低。萃取、离子交换和沉钒三个工艺步骤在技术上相对较为成熟，钒损失不大，因此，钒浸出率的高低成为钒总回收率的关键决定因素。