一种钒化合物的制造方法，包括以下工序：碱浸出工序，将灰烬浸渍在碱性溶液中，使钒从所述灰烬浸出到所述碱性溶液中而获得浸出浆液；固液分离工序，将所述碱浸出工序中得到的浸出浆液进行固液分离，除去不溶物而获得浸出液；pH值调节工序，向固液分离后的所述浸出液添加酸，使其变为酸性；陈化工序，将pH值调节后的所述浸出液陈化、直至析出物析出；以及分离工序，从所述陈化工序后的所述浸出液分离出所述析出物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钒化合物的制造方法、钒溶液的制造方法和氧化还原液流电池电解液的制造方法
本专利技术涉及钒化合物的制造方法、钒溶液的制造方法和氧化还原液流电池电解液的制造方法。本申请基于在2016年6月3日于日本提出的专利申请特愿2016-112026主张享有优先权，将其内容引入本文。
技术介绍
钒被用于各种用途。钒现在最主要的用途是添加到钢铁中。通过以铁钒合金的形式添加到钢铁中，能够使钢铁的机械性能和耐热性提高。除此以外，还被用于催化剂、氧化还原液流电池的电解液。钒是通过钒矿渣的焙烧、提取而以五氧化二钒(V2O5)的形式得到。但是由该方法得到的五氧化二钒价格昂贵。因此，例如如果用于氧化还原液流电池等的电解液中，则会导致氧化还原液流电池的高价格化。近年来，在发电站等的锅炉中燃料燃烧后产生的灰烬中所含有的钒受到关注。灰烬根据所含有的灰分和成分的不同有时会成为产业废弃物。如果能够从灰烬回收钒，则能够以低成本获得钒化合物。例如非专利文献1中记载了，作为从燃烧灰浸出钒离子的溶剂，硫酸溶液比氨水溶液优异。此外，专利文献1中记载了，使集尘机灰烧成而得到的3价钒化合物和无机酸反应而获得3价钒盐的方法。此外，例如专利文献2中记载了，在pH值3以下的溶剂中从奥里油(Orimulsion)灰浸出钒离子，通过溶剂提取法获得钒化合物的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-247645号公报专利文献2：日本特开2001-287913号公报非专利文献非专利文献1：無機マテリアル，Vol.6，5月，213-219(1999)非专利文献2：竹野直人、“Eh－pH図アトラス”，2005年5月地质调查综合中心研究资料集，No.419[互联网]独立行政法人产业技术综合研究所，[2016年5月30日检索]、网址(URL：https://www.gsj.jp/data/openfile/no0419/openfile419j.pdf)。非专利文献3：Materials,3,4175-4195(2010).
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是如果向pH值为3以下的强酸性溶剂中添加灰烬，则灰烬中含有的铁会与钒一起以离子形式浸出到溶液中，有时在所得的钒化合物中含有铁元素。例如如果作为氧化还原液流电池的电解液使用含有铁元素的电解液，则会有铁析出的可能性。电解液中析出的铁会成为氢气产生的原因。氢气的产生会成为电池容量降低的原因。本专利技术鉴于上述现状而完成，其目的在于提供能够减少铁元素含量的新的钒化合物的制造方法。解决课题的手段本专利技术人发现了，通过将灰烬浸渍在碱性溶液中，过滤除去残留的不溶物，然后使溶剂变为酸性，由此能够得到铁元素含量少的钒化合物。即、本专利技术包括以下所示技术方案。(1)本专利技术的一方案所涉及的钒化合物的制造方法，包括以下工序：碱浸出工序，将灰烬浸渍在碱性溶液中，使钒从所述灰烬浸出到所述碱性溶液中而获得浸出浆液，固液分离工序，将所述碱浸出工序中得到的浸出浆液进行固液分离，除去不溶物而获得浸出液，pH值调节工序，向固液分离后的所述浸出液添加酸，使其变为酸性，陈化工序，将pH值调节后的所述浸出液陈化、直至析出物析出，以及分离工序，从所述陈化工序后的所述浸出液分离出所述析出物。(2).如(1)所述的钒化合物的制造方法，所述固液分离通过过滤进行。(3).如(1)或(2)所述的钒化合物的制造方法，在所述碱浸出工序中向所述碱性溶液中添加氧化剂。(4).如(1)～(3)的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述碱浸出工序中使浸渍所述灰烬后的所述碱性溶液的pH值为10以上。(5).如(1)～(4)的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述pH值调节工序中还包括以下的杂质除去工序：在通过添加酸而使所述浸出液的pH值变为大于6且小于8时，从所述浸出液中除去杂质。(6).如(1)～(5)的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述陈化工序中使温度为20℃以上200℃以下。(7).如(1)～(6)的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述陈化工序中使所述浸出液陈化的时间为2小时以上3000小时以下。(8).如(1)～(7)的任一项所述的钒化合物的制造方法，制造的所述钒化合物含有选自NaV3O8·1.5H2O、NaV3O8·1.5H2O、H0.33Na0.67V3O8·1.5H2O、H0.2V0.8V3O8·H2O、KV3O8·1.5H2O、H0.3K0.7V3O8·1.5H2O、H0.4K0.6V3O8·2H2O中的至少一种化合物。(9).如(1)～(8)的任一项所述的钒化合物的制造方法，制造的所述钒化合物中含有的Fe小于0.1质量％。(10).一种钒溶液的制造方法，包括以下的溶解工序：将通过(1)～(9)的任一项所述的钒化合物的制造方法得到的钒化合物溶解在硫酸中。(11).如(10)所述的钒溶液的制造方法，在所述溶解工序中，向所述硫酸中添加二氧化硫和亚硫酸水溶液。(12).一种氧化还原液流电池电解液的制造方法，所述氧化还原液流电池电解液含有价态为3价和/或4价的钒离子，所述制造方法中使用了通过(1)～(9)的任一项所述的钒化合物的制造方法制造出的钒化合物。(13).如(12)所述的氧化还原液流电池电解液的制造方法，所述电解液中铁的浓度为100质量ppm以下、镍的浓度为200质量ppm以下。专利技术效果根据本专利技术的一方案所涉及的钒化合物的制造方法，能够获得铁元素含量少的钒化合物。附图说明图1是钒的水系的电位-pH值图(来自非专利文献2)。图2是显示5价钒离子的溶解度和pH值之间的关系的相图(来自非专利文献3)。具体实施方式下面对本专利技术的实施方案的特征进行说明。本专利技术在不改变其思想的范围内可以适宜性进行变更而实施。(钒化合物的制造方法)本专利技术的一方案所涉及的钒化合物的制造方法包括碱浸出工序、过滤工序、pH值调节工序、陈化工序和分离工序。下面对它们分别进行具体说明。“碱浸出工序”碱浸出工序中，将灰烬浸渍在碱性溶液中。通过将灰烬浸渍在碱性溶液中，钒离子浸出到碱性溶液中。首先准备碱性溶液和灰烬。本说明书中“碱性溶液”是指pH值为8以上的溶液。以下、将pH值大于6且小于8的pH区域视为中性，将pH值为6以下的pH值区域视为酸性。再者，本专利技术中的pH值是在实施各工序时的温度下的pH值，在没有特别记载温度的情况下就是室温下的值。对构成碱性溶液的材料没有特殊要求。可以使用例如氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾等。这些碱的浓度只要是能够得到后述的pH范围的浓度就可以，是例如0.007～16mol/L、更优选为0.007～5mol/L。灰烬为在火力发电站等的锅炉等中烧燃料时产生的燃烧残渣。燃烧残渣大致分为飞灰和炉内灰。飞灰大多能够由电气集尘机收集，也被称作EP灰。通常在作为燃料使用的化石燃料中含有钒。因此，燃烧后的飞灰和炉内灰也含有钒。灰烬包括飞灰和炉内灰。飞灰包含60～95质量％的未燃碳、0～20质量％的硫酸铵和其它金属。作为其它金属包含铝0～5质量％、钡0～1质量％、钙0～5质量％、钴0～0.5质量％、铬0～3质量％、铁0～20质量％、镁0～3质量％、锰0～1质量％、钠0～3质量％、镍0～20质量％、钛0～3质量％、钒0.01～30质量％、硅0～20质量％、以及其它微量金属0～0.1质量％。它们的比本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钒化合物的制造方法，包括以下工序：碱浸出工序，将灰烬浸渍在碱性溶液中，使钒从所述灰烬浸出到所述碱性溶液中而获得浸出浆液，固液分离工序，将所述碱浸出工序中得到的浸出浆液进行固液分离，除去不溶物而获得浸出液，pH值调节工序，向固液分离后的所述浸出液添加酸，使其变为酸性，陈化工序，将pH值调节后的所述浸出液陈化、直至析出物析出，以及分离工序，从所述陈化工序后的所述浸出液分离出所述析出物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 JP 2016-1120261.一种钒化合物的制造方法，包括以下工序：碱浸出工序，将灰烬浸渍在碱性溶液中，使钒从所述灰烬浸出到所述碱性溶液中而获得浸出浆液，固液分离工序，将所述碱浸出工序中得到的浸出浆液进行固液分离，除去不溶物而获得浸出液，pH值调节工序，向固液分离后的所述浸出液添加酸，使其变为酸性，陈化工序，将pH值调节后的所述浸出液陈化、直至析出物析出，以及分离工序，从所述陈化工序后的所述浸出液分离出所述析出物。2.如权利要求1所述的钒化合物的制造方法，所述固液分离通过过滤进行。3.如权利要求1或2所述的钒化合物的制造方法，在所述碱浸出工序中向所述碱性溶液中添加氧化剂。4.如权利要求1～3的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述碱浸出工序中使浸渍所述灰烬后的所述碱性溶液的pH值为10以上。5.如权利要求1～4的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述pH值调节工序中还包括以下的杂质除去工序：在通过添加酸而使所述浸出液的pH值变为大于6且小于8时，从所述浸出液中除去杂质。6.如权利要求1～5的任一项所述的钒化合物的制造方法，在所述陈化工序中使温度为20℃以上200℃以下。7.如权利要求1～6的任一项所...
【专利技术属性】
技术研发人员：织地学，塙健三，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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