硫安ーメタノールストリップ新法を応用した革新的バナジウム電解液製造プロセスの開発

采用新型硫酸铵-甲醇反萃法开发创新型钒电解液生产工艺

基本信息

批准号：
21K04745
负责人：
高橋博
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，製油所や発電所で発生する大量の燃焼灰中に含有される，バナジウム，ニッケル，マグネシウムなどの金属塩に着目し，申請者らが新規に開発した硫酸アンモニウムとメタノールを用いる金属塩の晶析技術を基に，燃焼灰からの金属塩を新たに生産する革新的プロセスの開発を行うと共に，これら技術の社会実装を目指すことを目的とする。今年度は，主に燃焼灰の浸出後の溶液から金属塩を分離することを目的として，金属を含む硫酸塩水溶液に所定量の硫酸アンモニウム，さらにはメタノール添加し，種々の操作条件下における金属塩の晶析挙動を追跡した。研究代表者らのこれまでの研究より，硫酸酸性雰囲気においては，バナジウムイオンは硫酸アンモニウム，メタンボール存在下では固相に沈澱を生じないことが明らかとなっていることから，他の夾雑成分となりえる金属塩にターゲットを絞り晶析現象の追跡を行った。その結果，ニッケル，コバルト，マグネシウムなどについては晶析速度は比較的速く，硫酸アンモニウム存在下でメタノールを添加すると迅速に沈澱が生成した。一方，一部の両性金属に関しては，硫酸アンモニウム存在下においてメタノールを添加したのみでは沈澱の生成は観測されなかった。しかし，所定の時間が経過した後，溶液を撹拌し始めると急激に沈澱を生成しする傾向がみられ，この両性金属に関する晶析現象は物質移動律速であることが示唆された。これらの結果を受けて，バナジウムを分離後に得られる金属類をある程度群分離が可能かどうかを調べるため，ニッケル，コバルトなどの遷移金属類と両性金属を含む混合溶液を調製後遷移金属と両性金属の群分離を試みたところ，両群の分離は比較的良好に進行することが明らかとなり，本手法は不純物として除去した金属類の一部の郡分離にも有効であることが明らかとなった。

这项研究的重点是在精炼厂和发电厂产生的大量燃烧灰分中包含的金属盐，例如气泡和镁，旨在开发创新的过程，以基于新开发的燃烧灰分生产新的金属盐，基于新开发的技术，用于使用硫酸氨基甲醇和甲醇以及这些技术来实现这些技术，以实现这些技术来实现这些技术。今年，为了在燃烧灰分浸出后与溶液中分离金属盐，将规定的硫酸铵甚至甲醇添加到含有金属水的硫酸盐溶液中，并在各种工作条件下跟踪金属盐的结晶行为。以前的研究人员表明，在硫酸铵或甲烷堡的存在下，在酸性硫酸盐大气中，钒离子不会在固相中沉淀，因此它们靶向可能成为污染物并跟踪结晶现象的金属盐。结果，镍，钴，镁等相对较快，并且在硫酸铵存在下添加甲醇时迅速形成沉淀。另一方面，对于某些两性金属，在硫酸铵存在下加入甲醇时未观察到沉淀。但是，当溶液在一定的时间后开始搅拌时，观察到降水的迅速形成，这表明两性金属的结晶现象是质量转移速率极限。基于这些结果，为了调查分离钒后获得的金属是否可以在一定程度上分组，我们准备了一个包含过渡金属（例如镍和钴和两性金属）的混合溶液，并试图将过渡金属和两性金属分离，并且两组的分离也揭示出了一定的分离，并有效地揭示了这一分离的方法。