一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法与流程

1.本发明属于化学储能技术领域，具体涉及一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法。


背景技术：

2.全钒液流电池用电解液采取萃取法生产具有流程短，硫酸浓度和钒含量易控制，生产效率高成本低的优势，大多数杂质元素都能分离达标。当采取萃取工艺生产全钒液流用电解液时因配制的有机相体系含有体积百分比5％的磷酸三丁酯，磷酸三丁酯对微克级的砷都具有极强的萃取能力，负载有机相用硫酸反萃钒时，砷也反萃进入反萃液中，严重影响全钒液流电池用电解液的质量，全钒液流电池用电解液对砷的质量要求是小于1mg/l，砷只要大于1mg/l就判定该批次的全钒液流用电解液不合格。一般含钒溶液中的砷含量在0.5-100mg/l，因磷酸三丁酯对微克级的砷都具有极强的萃取能力，微量的砷经萃取富集反萃进入反萃液中，造成全钒液流电池用电解液不合格，必须在萃取前将砷降至0.2mg/l以下才能保证全钒液流电池用电解液砷达标。
3.目前含砷溶液的处理方法有铁盐法、铝盐法、硫化物沉淀法、钙镁离子沉淀法、吸附法和离子交换法。上述方法都是针对高浓度的砷处理工艺，且铁盐法、铝盐法、硫化物沉淀法、钙镁离子沉淀法易引入其它杂质，吸附法和离子交换法需投入设备设施增大投资。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，在含钒溶液原料用氯化钙除杂的过程中，加入可溶性钡盐强化除砷，一次过滤将砷和磷、硅等杂质一并去除，得到深度净化除砷的含钒溶液原料，能够保证萃取法生产全钒液流电池用电解液砷达标。
5.为解决本发明所提出的技术问题，本发明提供一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，包括以下步骤：向含钒溶液原料中加入氯化钙，搅拌反应后，以固体或溶液的形态加入可溶性钡盐，搅拌反应后，过滤，得到除砷后的含钒溶液原料。
6.上述方案中，所述含钒溶液原料选自含钒物料碱浸出液、含钒物料钠化焙烧水浸出液、含钒物料提钒n235萃取纯碱反萃液、离子交换树脂吸附钒洗脱液。
7.上述方案中，所述含钒溶液原料的ph为7-8，砷含量为1-100mg/l。
8.上述方案中，所述氯化钙的加入量为2-10kg/m3。
9.上述方案中，所述氯化钙加入后搅拌反应0.5-1h加入可溶性钡盐。
10.上述方案中，所述可溶性钡盐选自氯化钡、硝酸钡。
11.上述方案中，所述可溶性钡盐的加入量为0.5-10kg/m3。
12.优选地，所述可溶性钡盐的加入量为1-5kg/m3。
13.上述方案中，所述可溶性钡盐加入后搅拌反应0.5-1h进行过滤。
14.上述方案中，所述除砷后的含钒溶液原料中砷含量≤0.02mg/l。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
16.本发明在含钒溶液原料用氯化钙除杂的过程中，加入可溶性钡盐强化除砷，一次过滤将砷和磷、硅等杂质一并去除，得到深度净化除砷的含钒溶液原料，能够保证萃取法生产全钒液流电池用电解液砷达标。
具体实施方式
17.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
18.实施例1
19.一含钒石煤经钠化焙烧水循环浸出，水浸出液ph值7-8，钒含量16-24g/l，砷含量0.9mg/l，以该水浸出液为原料经氯化钙净化除杂过滤，过滤液用硫酸酸化，加入亚硫酸钠将五价钒完全还原为四价钒，采取p204+磷酸三丁酯+磺化煤油为萃取剂萃取钒，用硫酸溶液反萃钒得到钒含量156g/l的四价钒全钒液流电池用电解液的反萃液，经检测除砷含量为2.8mg/l超标外，其它指标都符合全钒液流电池用电解液四价钒的质量要求。
20.经工艺改进，向该水浸出液中加入氯化钙，氯化钙的加入量为3kg/m3，搅拌反应0.5h后，加入氯化钡水溶液，氯化钡的加入量为1kg/m3，搅拌反应0.5h后，过滤，得到除砷后的水浸出液，经检测砷含量为0.02mg/l。将除砷后的水浸出液用硫酸酸化，加入亚硫酸钠将五价钒全部还原为四价钒，采取p204+磷酸三丁脂+磺化煤油为萃取剂萃取钒，用硫酸溶液反萃钒得到钒含量156g/l的四价钒全钒液流电池用电解液，经检测砷含量为小于1mg/l，其它指标全部符合全钒液流电池用电解液的质量标准。
21.实施例2
22.一含钒物料提钒后浸出液，采用n235+仲辛醇+260#溶剂油为萃取剂萃取钒，纯碱反萃钒，纯碱反萃液ph值7.5，钒含量80g/l，砷含量5mg/l。以该纯碱反萃液为原料，向该纯碱反萃液中加入氯化钙，每立方米纯碱反萃液加入8kg氯化钙搅拌反应1h去除硅、磷、钼，再按每立方米纯碱反萃液加入5kg氯化钡的用量加入氯化钡水溶液，搅拌反应1h后，过滤，得到除砷后的纯碱反萃液，经检测砷含量为0.01mg/l。将除砷后的纯碱反萃液用硫酸酸化，用亚硫酸钠将五价钒完全还原为四价钒，用p204+磷酸三丁酯+260#溶剂油为萃取剂萃取四价钒，用硫酸溶液反萃钒得到钒含量大于156g/l的四价钒全钒液流电池用电解液，经检测砷含量小于1mg/l，其它指标符合gb/t2037-2018的质量标准。
23.上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。


技术特征：
1.一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，包括以下步骤：向含钒溶液原料中加入氯化钙，搅拌反应后，以固体或溶液的形态加入可溶性钡盐，搅拌反应后，过滤，得到除砷后的含钒溶液原料。2.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述含钒溶液原料选自含钒物料碱浸出液、含钒物料钠化焙烧水浸出液、含钒物料提钒n235萃取纯碱反萃液、离子交换树脂吸附钒洗脱液。3.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述含钒溶液原料的ph为7-8，砷含量为1-100mg/l。4.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述氯化钙的加入量为2-10kg/m3。5.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述氯化钙加入后搅拌反应0.5-1h加入可溶性钡盐。6.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述可溶性钡盐选自氯化钡、硝酸钡。7.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述可溶性钡盐的加入量为0.5-10kg/m3。8.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述可溶性钡盐的加入量为1-5kg/m3。9.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述可溶性钡盐加入后搅拌反应0.5-1h进行过滤。10.根据权利要求1所述的生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法，其特征在于，所述除砷后的含钒溶液原料中砷含量≤0.02mg/l。

技术总结
本发明属于化学储能技术领域，公开了一种生产全钒液流电池用电解液的含钒溶液原料中杂质砷的分离去除方法。向含钒溶液原料中加入氯化钙，搅拌反应后，以固体或溶液的形态加入可溶性钡盐，搅拌反应后，过滤，得到除砷后的含钒溶液原料。本发明在含钒溶液原料用氯化钙除杂的过程中，加入可溶性钡盐强化除砷，一次过滤将砷和磷、硅等杂质一并去除，得到深度净化除砷的含钒溶液原料，能够保证萃取法生产全钒液流电池用电解液砷达标。液流电池用电解液砷达标。


技术研发人员：张继南 张萌萌 杨鸿浩 李万赋 张思颖 欧文亚
受保护的技术使用者：中钒储能（武汉）新能源有限公司
技术研发日：2023.01.18
技术公布日：2023/8/4