蕪湖人本合金有限責任公司

電解液的質量直接決定了全釩液流電池的儲電能力。為了降低全釩液流電池的生產成本,在國內采用流動型電解槽電解還原法,研究了采用相對廉價的五氧化二釩(V2O5)代替價格昂貴的(VOSO4)為原料制備全釩液流電池電解液的制備技術;研究了陽極電極材料、電解電流密度等對制備電解液的影響因素;并通過循環伏安、交流阻抗和充放電測試分析和比較由兩種原料制備的電解液的電化學性能。實驗結果表明:以Ru Ir/Ti為陽極,且多孔鉛板為陰極,3 mol·L-1 H2SO4為陽極電解液,1.5 mol·L-1 V2O5+3 mol·L-1 H2SO4粉末混合溶液為陰極電解液,40 m A·cm-2恒流電解得到的電解液不但具有良好的電化學活性和可逆性,且電流和電能損耗低,完全可以滿足全釩液流電池的工作需求。

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廢酸回收率達到83%以上,釩離子和鐵離子截留率分別達到93%～95%和92%～94%;釩萃取率和反萃率分別達60%和70%以上。酸浸渣用于制備建筑用陶粒和磚,產品達到優等品的等級要求。開展了日處理100kg含釩石煤礦連續浸出—連續萃取/反萃—精釩制備擴大實驗,釩浸出率可達82%～83%,重現了小試結果;8級逆流萃取/反萃后,釩回收率達96.3%;產品五氧化二釩純度為99.01%;全流程釩直收率達80%以上。研究了U、Th、Ra、K等4種性核素在全流程的走向及分布。結果表明,石煤中93.06%的U進入溶液。而經過萃取反萃后,98%左右的U在貧有機相中富集;而75%～77%的Th、Ra、K三種性核素在浸出過程中滯留于渣相中,在后續萃取/反萃過程中的分布與U是一致的。常壓強化浸出—萃取工藝為實現石煤資源的清潔利用提供了一條可行的技術路線。

為研究不同價態的V_2O_5(V_6O_(15)及V_6O_(15)^+)吸附H_2O和NH_3的反應機理,應用化學得到反應物、中間體、過渡態和產物的幾何構型,對比分析反應過程中優化結構的勢能、反應能壘、鍵長和吸附能等數據.結果表明:V_6O_(15)和V_6O_(15)^+均可吸附H_2O生成V—OH,但是對于后者整個反應表現為放熱,而且反應能壘更低,說明V_6O_(15)^+更容易與H2O反應生成BrФnsted酸位;NH_3在V_6O_(15)^+上的吸附能更大,更容易形成可與NO反應的—NH4^+;在SCR脫硝反應中陽離子團簇V_6O_(15)^+比中性團簇V_6O_(15)活性更大.