[发明专利]一种处理含钒废液制备偏钒酸钠的方法

说明书

本发明属于废液处理领域，具体公开了一种处理含钒废液制备偏钒酸钠的方法，将含钒废液通入电解槽的正极室进行阳极反应，将含钒废液总钒价态电解至五价，得到五价钒溶液；五价钒溶液用碱调节pH值至8～12，之后进行蒸发结晶或溶析结晶，得到偏钒酸钠和硫酸钠的晶体混合物；偏钒酸钠和硫酸钠的晶体混合物用甘油溶解，然后过滤，用无水乙醇清洗滤渣，所得滤渣经干燥得到纯偏钒酸钠产品。本发明方法不但可以解决废液的处理问题，减少废液排放，杜绝环境污染，更可以生产出高附加值的产品，且该方法步骤简单、回收率高，无危险、环境友好。

技术领域

本发明涉及废液回收处理技术领域，特别涉及含钒废液回收处理技术领域。

背景技术

全钒氧化还原液流电池拥有能量转换效率高、容量可调节、使用寿命长、高安全性和环境友好等优点，主要用于太阳能、风能等可再生能源的发电系统配套储能设备、电网的调峰填谷装置和不间断电源和应急电源系统。在钒电池中，电池能量是以电解液形式储存的。全钒电解液是钒电池的重要组成部分，是能量储存的载体，电解液是由钒离子和硫酸组成，正极是由VO2+/VO2+氧化还原电对组成，负极是由V3+/V2+组氧化还原电对组成。近几年来，随着钒电池的兴起，全钒电解液的生产量越来越大。

但是，随着钒电池长期使用，电池系统不断的进行充、放电，钒电解液的离子种类及含量会发生改变，主要表现为硫酸根浓度、钒离子浓度增加，电解液出现结晶、沉淀，正负极钒离子价态不均衡、杂质离子增加等，导致钒电池正负极不匹配，能量失衡无法正常使用。虽然可以利用电解还原的方法将电解液中钒离子价态恢复到初始状态，但是经过长期的回收再电解，电解液内的杂质含量过高，电化学性能降低，且除杂工艺较为复杂，很难将电解液恢复到初始性能，最终导致电解液经过长期使用后失效，无法使用。目前也有报道是将废液中的钒以五氧化二钒或硫酸氧钒的形式提炼出来，但提炼五氧化二钒或硫酸氧钒工艺较为复杂，还需用到高温、高压等特种设备，提炼成本较高。目前受制于环保等的要求及资源的高效利用，失效电解液的处理，是许多钒电池生产厂家面临的亟待解决的问题。

同样，在硫酸氧钒制备行业也存在废液处理的问题。硫酸氧钒制备工艺一般是硫酸溶解五氧化二钒，还原剂还原，蒸发结晶，脱水得到硫酸氧钒。硫酸氧钒制取后的含钒和酸的废液处理，是生产厂家面临的亟待解决的问题。

基于上述原因，有必要对相关行业的含钒废液进行研究，寻求一种处理工艺简单，回收率高，效益好的含钒废液的回收处理方法。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种处理含钒废液的方法，不但可以解决废液的处理问题，减少废液排放，杜绝环境污染，更可以生产出高附加值的产品，且该方法步骤简单、回收率高，无危险、环境友好。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种处理含钒废液制备偏钒酸钠的方法，步骤如下：

电解处理含钒废液：将含钒废液通入电解槽的正极室进行阳极反应，将含钒废液总钒价态电解至五价，得到五价钒溶液；

制备偏钒酸钠粗品：所述五价钒溶液用碱调节pH值至8～12，之后进行蒸发结晶或溶析结晶，得到偏钒酸钠和硫酸钠的晶体混合物；

偏钒酸钠粗品提纯：偏钒酸钠和硫酸钠的晶体混合物用甘油溶解，然后过滤，用无水乙醇清洗滤渣，所得滤渣经干燥得到纯偏钒酸钠产品。

其中，电解处理含钒废液时，阳极反应的反应设定时间通过以下步骤计算得出：

采用电位滴定或化学滴定的方法测定含钒废液总钒浓度C及平均价态M，

其中，总钒浓度C＝C(Ⅱ)+C(Ⅲ)+C(Ⅳ)+C(Ⅴ)，

平均价态M为：

C(Ⅱ)、C(Ⅲ)、C(Ⅳ)、C(Ⅴ)分别表示含钒废液中二价钒的浓度、三价钒的浓度、四价钒的浓度、五价钒的浓度，单位均为mol/L；