从沉钒废水中萃取法短流程制备钒电池电解液的研究
发布时间：2021-03-09 22:48
四川西昌某钒厂采用的钒渣经钙化焙烧-硫酸浸出-水解沉钒生产V2O5工艺,产生的沉钒废水虽经石灰中和过滤后回用,但长期存在沉钒废水中钒元素流失等问题,已成为制约企业可持续发展的瓶颈。针对四川西昌某钒厂沉钒废水为含锰、镁等杂质离子的钒/硫酸溶液、具有短流程制备成钒电池电解液潜力的特性,本文采用P204-磺化煤油萃取体系进行沉钒废水的处理利用,通过分段选择性萃取法实现了钒元素与沉钒废水中其他杂质元素的高效分离,并成功制备出钒电池电解液产品,钒萃取阶段产生的萃余液再经萃取处理后副产硫酸锰回收,尾水可全部回用于原提钒工艺,实现了沉钒废水的高效清洁利用,得到以下主要结论:（1）沉钒废水先经CaSO3还原处理后,再进行P204+磺化煤油萃取体系的一段钒萃取-反萃工艺分离,在萃取:初始pH 2.0、15%P204+85%磺化煤油的萃取剂、相比（O/A）1:3、萃取时间5 min、级数3级;反萃:0.5 mol/L硫酸的反萃剂、相比（O/A）1:1、反萃时间5 min、级数3级的最佳工艺条件下,可获得钒浓度3.811 g/L、锰浓度0.4...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 沉钒废水的性质及危害
1.1.1 沉钒废水的来源
1.1.2 沉钒废水的危害
1.1.3 沉钒废水处理意义
1.2 沉钒废水的处理利用现状
1.2.1 水资源回用
1.2.2 氨氮资源回用
1.2.3 有价金属回收
1.3 钒电池电解液制备现状
1.3.1 化学还原法
1.3.2 电解还原法
1.3.3 萃取法
1.4 研究意义及目的
1.4.1 研究意义及目的
1.4.2 研究内容
第2章 试验原料及研究方法
2.1 试验原料来源及性质
2.2 试验药剂及设备
2.2.1 试验药剂
2.2.2 主要试验设备
2.3 研究方案与方法
2.3.1 研究方案
2.3.2 试验方法
2.3.3 检测方法
第3章 沉钒废水中选择性萃取分离钒的研究
3.1 试验流程
3.2 还原试验
3.2.1 还原剂用量试验
3.2.2 还原时间试验
3.3 一段钒萃取试验
3.3.1 萃取初始pH对金属萃取率的影响
3.3.2 P204浓度对金属萃取率的影响
3.3.3 相比对金属萃取率的影响
3.3.4 萃取时间对金属萃取率的影响
3.3.5 逆流萃取试验
3.4 一段钒反萃试验
3.4.1 硫酸浓度对金属反萃率的影响
3.4.2 相比对金属反萃率的影响
3.4.3 反萃时间对金属反萃率的影响
3.4.4 逆流反萃试验
3.5 本章小结
第4章 反萃液短流程制备钒电池电解液研究
4.1 试验流程
4.2 二段钒萃取试验
4.2.1 初始pH对金属萃取率的影响
4.2.2 P204浓度对金属萃取率的影响
4.2.3 相比对金属萃取率的影响
4.2.4 萃取时间对金属萃取率的影响
4.3 电解液制备试验
4.3.1 逆流萃取试验
4.3.2 反萃以及除油试验
4.4 电解液电化学性能测试
4.5 本章小结
第5章 萃余液选择性萃取回收锰研究
5.1 原料及试验流程
5.1.1 原料化学成分
5.1.2 试验流程
5.2 锰萃取试验
5.2.1 皂化剂选型试验
5.2.2 料液相pH对锰萃取的影响
5.2.3 萃取剂浓度对锰萃取的影响
5.2.4 相比对锰萃取的影响
5.2.5 萃取时间对锰萃取的影响
5.2.6 皂化率对锰萃取的影响
5.2.7 逆流萃取试验
5.3 反萃试验
5.3.1 硫酸浓度对锰反萃率的影响
5.3.2 相比对锰反萃率的影响
5.3.3 反萃时间对锰反萃率的影响
5.4 逆流反萃试验及产品制备
5.5 本章小结
第6章 沉钒废水制备钒电池电解液技术经济分析
6.1 沉钒废水萃取法电解液制备工艺流程
6.2 工艺流程效率分析
6.3 项目可行性分析
6.3.1 投资估算分析
6.3.2 单位处理成本分析
6.3.3 盈利能力分析
6.4 本章小结
第7章 结论与创新点
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]N235萃取法从钒钛磁铁矿沉钒废水中回收钒[J]. 刘子帅,张一敏,戴子林,刘聪. 有色金属(冶炼部分). 2019(11)
[2]以氟化钙为助浸剂的某伊利石型含钒石煤酸浸提钒工艺[J]. 张成强,孙传尧,印万忠,田敏. 矿产综合利用. 2019(05)
[3]钒产业2018年年度评价[J]. 陈东辉. 河北冶金. 2019(08)
[4]从提钒废水中回收金属锰的试验研究[J]. 陈燕. 钢铁钒钛. 2019(04)
[5]T-42树脂对沉钒废水中氨氮的动态吸附及解吸研究[J]. 郑巧巧,张一敏,黄晶,包申旭. 金属矿山. 2019(07)
[6]低品位石煤钒矿低温硫酸化焙烧-水浸提钒研究[J]. 叶国华,谢禹,胡艺博,左琪,乔吉波,童雄. 稀有金属. 2020(07)
[7]钒冶金废水资源化循环利用副产氯化钠工艺研究[J]. 祁健. 中国氯碱. 2018(09)
[8]P507萃取纯化V（IV）制备高纯钒电解液的研究[J]. 张健,朱兆武,陈德胜,王丽娜,王伟菁,雷泽. 稀有金属. 2019(03)
[9]空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响[J]. 王鑫,林海,董颖博,李甘雨. 金属矿山. 2018(03)
[10]还原-中和-蒸发浓缩工艺处理沉钒废水[J]. 张奎. 四川化工. 2018(01)
博士论文
[1]外场微波选择性热效应下页岩钒提取工艺及机理研究[D]. 袁益忠.武汉科技大学 2017
[2]页岩氧压酸性体系下颗粒应力裂解强化钒溶出过程的机理机制研究[D]. 薛楠楠.武汉科技大学 2017
硕士论文
[1]钒渣提钒焙烧过程相平衡及结构变化[D]. 田晓根.山东理工大学 2017
[2]石煤提钒萃余液与沉钒母液的循环利用研究[D]. 张国斌.武汉科技大学 2014
[3]含铬钒渣的综合利用研究[D]. 宋超.中南大学 2012
[4]超声波吹脱—化学沉淀联合工艺预处理高浓度氨氮废水与综合利用研究[D]. 吕秀平.兰州大学 2009
本文编号：3073606
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 沉钒废水的性质及危害
1.1.1 沉钒废水的来源
1.1.2 沉钒废水的危害
1.1.3 沉钒废水处理意义
1.2 沉钒废水的处理利用现状
1.2.1 水资源回用
1.2.2 氨氮资源回用
1.2.3 有价金属回收
1.3 钒电池电解液制备现状
1.3.1 化学还原法
1.3.2 电解还原法
1.3.3 萃取法
1.4 研究意义及目的
1.4.1 研究意义及目的
1.4.2 研究内容
第2章 试验原料及研究方法
2.1 试验原料来源及性质
2.2 试验药剂及设备
2.2.1 试验药剂
2.2.2 主要试验设备
2.3 研究方案与方法
2.3.1 研究方案
2.3.2 试验方法
2.3.3 检测方法
第3章 沉钒废水中选择性萃取分离钒的研究
3.1 试验流程
3.2 还原试验
3.2.1 还原剂用量试验
3.2.2 还原时间试验
3.3 一段钒萃取试验
3.3.1 萃取初始pH对金属萃取率的影响
3.3.2 P204浓度对金属萃取率的影响
3.3.3 相比对金属萃取率的影响
3.3.4 萃取时间对金属萃取率的影响
3.3.5 逆流萃取试验
3.4 一段钒反萃试验
3.4.1 硫酸浓度对金属反萃率的影响
3.4.2 相比对金属反萃率的影响
3.4.3 反萃时间对金属反萃率的影响
3.4.4 逆流反萃试验
3.5 本章小结
第4章 反萃液短流程制备钒电池电解液研究
4.1 试验流程
4.2 二段钒萃取试验
4.2.1 初始pH对金属萃取率的影响
4.2.2 P204浓度对金属萃取率的影响
4.2.3 相比对金属萃取率的影响
4.2.4 萃取时间对金属萃取率的影响
4.3 电解液制备试验
4.3.1 逆流萃取试验
4.3.2 反萃以及除油试验
4.4 电解液电化学性能测试
4.5 本章小结
第5章 萃余液选择性萃取回收锰研究
5.1 原料及试验流程
5.1.1 原料化学成分
5.1.2 试验流程
5.2 锰萃取试验
5.2.1 皂化剂选型试验
5.2.2 料液相pH对锰萃取的影响
5.2.3 萃取剂浓度对锰萃取的影响
5.2.4 相比对锰萃取的影响
5.2.5 萃取时间对锰萃取的影响
5.2.6 皂化率对锰萃取的影响
5.2.7 逆流萃取试验
5.3 反萃试验
5.3.1 硫酸浓度对锰反萃率的影响
5.3.2 相比对锰反萃率的影响
5.3.3 反萃时间对锰反萃率的影响
5.4 逆流反萃试验及产品制备
5.5 本章小结
第6章 沉钒废水制备钒电池电解液技术经济分析
6.1 沉钒废水萃取法电解液制备工艺流程
6.2 工艺流程效率分析
6.3 项目可行性分析
6.3.1 投资估算分析
6.3.2 单位处理成本分析
6.3.3 盈利能力分析
6.4 本章小结
第7章 结论与创新点
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]N235萃取法从钒钛磁铁矿沉钒废水中回收钒[J]. 刘子帅,张一敏,戴子林,刘聪. 有色金属(冶炼部分). 2019(11)
[2]以氟化钙为助浸剂的某伊利石型含钒石煤酸浸提钒工艺[J]. 张成强,孙传尧,印万忠,田敏. 矿产综合利用. 2019(05)
[3]钒产业2018年年度评价[J]. 陈东辉. 河北冶金. 2019(08)
[4]从提钒废水中回收金属锰的试验研究[J]. 陈燕. 钢铁钒钛. 2019(04)
[5]T-42树脂对沉钒废水中氨氮的动态吸附及解吸研究[J]. 郑巧巧,张一敏,黄晶,包申旭. 金属矿山. 2019(07)
[6]低品位石煤钒矿低温硫酸化焙烧-水浸提钒研究[J]. 叶国华,谢禹,胡艺博,左琪,乔吉波,童雄. 稀有金属. 2020(07)
[7]钒冶金废水资源化循环利用副产氯化钠工艺研究[J]. 祁健. 中国氯碱. 2018(09)
[8]P507萃取纯化V（IV）制备高纯钒电解液的研究[J]. 张健,朱兆武,陈德胜,王丽娜,王伟菁,雷泽. 稀有金属. 2019(03)
[9]空白焙烧石煤物相及钒形态变化对细菌浸钒的影响[J]. 王鑫,林海,董颖博,李甘雨. 金属矿山. 2018(03)
[10]还原-中和-蒸发浓缩工艺处理沉钒废水[J]. 张奎. 四川化工. 2018(01)
博士论文
[1]外场微波选择性热效应下页岩钒提取工艺及机理研究[D]. 袁益忠.武汉科技大学 2017
[2]页岩氧压酸性体系下颗粒应力裂解强化钒溶出过程的机理机制研究[D]. 薛楠楠.武汉科技大学 2017
硕士论文
[1]钒渣提钒焙烧过程相平衡及结构变化[D]. 田晓根.山东理工大学 2017
[2]石煤提钒萃余液与沉钒母液的循环利用研究[D]. 张国斌.武汉科技大学 2014
[3]含铬钒渣的综合利用研究[D]. 宋超.中南大学 2012
[4]超声波吹脱—化学沉淀联合工艺预处理高浓度氨氮废水与综合利用研究[D]. 吕秀平.兰州大学 2009
本文编号：3073606
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3073606.html
