张永伟， 宁顺明

(长沙矿冶研究院有限责任公司,湖南 长沙410012)

高纯V2O5主要应用于航空航天、核工业、新能源以及氧化钒基纳米材料及器件行业,是一种高附加值产品。 例如,作为新能源代表之一的钒电池(全钒氧化还原液流电池,VRB)关键组成之一——钒电解液,就是用高纯V2O5来制备的。 钒电池因其有着独特优势［1-3］,在绿色环保、储能系统等领域引起了广泛关注,并且已经在新能源汽车、储能系统上得到应用。 钒电池行业对V2O5的纯度有着非常高的要求,传统的化工行业、冶金行业用V2O5已不能满足需求。 我国钒资源丰富,是世界上钒储量和钒矿产量最大的国家［4］,尤其是我国特有的矿床——石煤钒矿储量极为丰富［5-9］；同时我国也是世界上最大的钒生产和消费国家［10］；因此,开发高纯V2O5制备技术在我国具有特殊的资源与市场优势。

一般采用粗V2O5或低纯度成品多钒酸铵(或偏钒酸铵)经碱返溶后再除杂,得到纯净的富钒溶液,再进行铵盐沉钒,经煅烧后得到高纯V2O5。 这种方法综合流程长、能耗高,生产过程产生大量的废水对环境造成严重威胁。 为此有必要开发出能够直接从含钒浸出液中获得纯净富钒溶液的技术,省去沉粗钒及粗钒返溶的操作过程。

1 实验原料

原料为湘西某石煤矿经浓硫酸熟化-水浸-离子交换法获得的含钒富集液,其主要化学成分见表1。

表1 含钒富集液主要化学成分/（mg·L-1）

由表1 可以看出,含钒富集液中主要杂质为Na、S、P、Si、K、Fe、As 等,其中主要杂质S 是石煤矿硫酸熟化时以SO42-的形式进入溶液中的；……