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全钒液流电池的原理
全钒液流电池的原理
铝空气电池的工作原理及特点
2019-03-01 09:02:05
铝空气电池的作业原理： 铝空气电池的化学反应与锌空气电池相似，铝空气电池以高纯度铝Al（含铝99.99％）为正极、氧为负极，以（KOH）和（NaOH）水溶液为电解质。铝吸取空气重的氧，在电池放电时发生化学反应，铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的发展十分迅速，它在EV上的运用已获得杰出作用，是一种很有发展前途的空气电池。 铝空气电池的特色： 1、比能量大 铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg，现在的铝空气电池的实践比能量只到达350Wh/kg，但也是铅酸电池的7～8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。选用铝空气电池后，车辆能够明显地进步续驶路程，国外有关材料介绍，美国加利福尼亚州在运用铝空气电池的电动汽车上，有过只替换一次铝电极续驶路程达1600km的记载。 2、质量轻 我国开发和研发的牵引证动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh，总质量为375kg。而相同能量的铝空气电池总质量仅45kg，为铅酸蓄电池质量的12％。因为电池质量大大减轻，车辆的整备质量也下降，能够进步车辆的装载能量或延伸续驶路程。 3、铝没有毒性和危险性 铝对人体不会形成损伤，能够收回循环运用，不污染环境。铝的原材料丰厚，已具有大规模的铝冶炼厂，生产本钱较低。铝收回再生便利，收回再生本钱也较低。并且能够选用替换铝电极的办法，来处理铝空气电池充电较慢的问题。 尽管铝空气电池含有高的比能量，但比功率较低，充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大，需求选用热办理体系来避免铝空气电池作业时的过热。
铅酸蓄电池的物理原理
2019-03-13 10:03:59
界说：电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。 英语：Lead-acid battery 荷电状态下，正极主要成分为，负极主要成分为铅；放电状态下，正负极的主要成分均为硫酸铅。 电极反应式为： 充电：2PbSO4+2H2O＝PbO2+Pb+2H2SO4 放电：PbO2+Pb+2H2SO4＝2PbSO4+2H2O 法国人普兰特（G.Plante）于1859年创造铅酸蓄电池，已阅历了近150年的开展进程，铅酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及种类、产品电气功能等方面都得到了长足的前进，不论是在交通、通讯、电力、军事仍是在帆海、航空各个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不行短少的重要作用。依据铅酸蓄电池结构与用处差异，大略将电池分为四大类： （1） 起动用铅酸蓄电池； （2） 动力用铅酸蓄电池； （3） 固定型阀控密封式铅酸蓄电池； （4） 其它类，包含小型阀控密封式铅酸蓄电池，矿灯用铅酸蓄电池等。.
电解铜所用的电是直流电还是交流电?
2018-12-13 10:37:27
电解铜用的电是直流电，是利用整流器将交流整流成直流电使用。铜的电解过程：将粗铜预先制成厚板作为阳极，纯铜制成薄片作阴极，以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)溶液作为电解液。通电后,铜从阳极溶解，以离子状态(Cu2+)向阴极移动，到达阴极后获得电子而在阴极析出纯度较高的铜——电解铜。
铅蓄电池放电反应方程式的原理
2019-03-13 09:04:48
当两极板放置在浓度为27%～37%的硫酸(H2SO4)水溶液中时，极板的铅和硫酸发作化学反应，二价的铅正离子（Pb2+）转移到电解液中，在负极板上留下两个电子(2e-)。因为正负电荷的引力，铅正离子集合在负极板的周围，而正极板在电解液中水分子效果下有少数的（PbO2）进入电解液，其间两价的氧离子和水化合，使分子变成可离解的一种不稳定的物质——氢氧化铅〔Pb（OH）4）。氢氧化铅由4价的铅正离子（Pb4+）和4个氢氧根〔4（OH）-〕组成。4价的铅正离子（Pb4+）留在正极板上，使正极板带正电。因为负极板带负电，因此两极板间就产生了必定的电位差，这就是电池的电动势。当接通外电路，电流即由正极流向负极。在放电过程中，负极板上的电子不断经外电路流向正极板，这时在电解液内部因硫酸分子电离成氢正离子（H+）和硫酸根负离子（SO42-），在离子电场力效果下，两种离子分别向正负极移动，硫酸根负离子抵达负极板后与铅正离子结组成硫酸铅(PbSO4)。在正极板上，因为电子自外电路流入，而与4价的铅正离子（Pb4+）化组成2价的铅正离子（Pb2+），并当即与正极板邻近的硫酸根负离子结组成硫酸铅附着在正极上。
含钒溶液的水解沉钒
2019-01-21 18:04:28
含钒溶液经净化后，钒多以五价钒酸根存在。随溶液酸度增加，钒酸根会以钒酸的形式析出，俗称红饼。钒的水解主要取决于酸度、温度、钒浓度及杂质的影响。析出的沉淀也会因pH值、钒浓度的变化呈不同的聚合状态。有关的机理在认识上还不统一。大致可勾画如下，由图1及图2关于钒酸水溶液的性质图可以看出：钒浓度／（mol·L－1）溶液pH值主要的钒离子水解产物低，10－4酸性低4～8高，50×10－32～3高，50×10－31～6高，50×10－310～12高，50×10－313～当pH值约1.8时，V2O5的溶解度最小，约230mol／L。V2O5与H2SO4之间的浓度关系如下：[H2SO4]／（g·L－1）2.312.017.121.2V2O5／（g·L－1）0.240.781.142.04
表1列出一组V2O5－H2SO4－H2O系的数据。
表1 V2O5－H2SO4－H2O系统平衡数据30℃75℃V2O5／%H2SO4／%密度／（g·㎝－3）析出相V2O5／%H2SO4／%析出相1.637.31.066①1.4817.43①4.7923.51.219①2.0024.18①7.437.261.370①5.0633.0①4.4145.01②5.4838.02②5.554.361.519②5.2741.01②9.1460.421.661②5.1346.56②5.4466.76③8.0952.31③1.5974.67③9.0857.33③6.2173.26④10.860.20④0.27680.411.727④7.514.98④0.05399.161.817④7.5270.50④9.2640.491.440①②0.1393.44④10.4962.221.734②③6.1034.30①②1.5077.481.714③④8.2949.53②③11.9657.56③④表中析出相：①V2O5·3H2O，V2O5 红褐色、针状；
②V2O5·2 H2O，2SO3·8H2O 粉红色、无定形、棕红色、针状；
③V2O5·H2O，V2O5·2SO3·3H2O 淡黄、针状、红色、柱状；
④V2O5，V2O5·5SO3·4H2O 黄色、针状、黄色、晶状。
对钒水解有重要影响的因素有温度、酸度、钒浓度及杂质含量等。图1 图2 V2O5溶解度与pH的关系（25℃）
1—V2O5／ ，lg ＝－0.82－pH；2—不析出V2O5
lg ＝－0.04－pH；3—V2O5／ ，lg ＝－4.44＋pH；
4—不析出V2O5，lg ＝－3.00＋pH；5— ／ ，
pH＝1.03－0.333 lg ；6— ／ ，pH＝2.62；
7— ／ ，pH＝7.38＋lg图2 钒在水溶液中的状态与钒浓度及pH的关系（25℃）
一、温度
钒水解沉淀应在90℃以上进行，最好在沸腾状态。不同温度及酸度下沉淀率与时间的关系见图3。图3 沉淀率与时间的关系：Ⅰ－0.855；Ⅱ－0.954；Ⅲ－1.16；Ⅳ－1.18
二、钒浓度
溶液中含V以5～8g／L为宜。浓度过高，则结晶成核过快，易形成疏松的滤饼，吸附较多杂质及游离水。红饼组成xNa2O·yV2O5·z H2O中的x／y偏大。当溶液中含钒浓度低时，则会有负面影响。
三、杂质的影响
磷与钒形成稳定的络合物H7[P（V2O5）6]，还与Fe3＋、Al3＋形成磷酸盐沉淀，会污染红饼。为此要求净化后液含P小于0.15g／L。当酸度较高时，可使FePO4、AlPO4的溶解度提高，而减少磷对红饼的污染。
硅、铬、铝、铁等离子浓度较高时，水解生成的胶体沉淀物，妨碍V2O5晶体的长大，使水解速度变慢，生成的红饼沉降、过滤困难。适当提高酸度，可以改善此类不良的影响。
氯离子可以加快钒水解沉淀的速度。而硫酸钠含量在20～160g／L，会使钒水解沉淀速度下降，主要表现为延长晶核孕育期。氯化钠或硫酸钠过多都会使红饼中V2O5含量降低。
四、搅拌
钒的水解沉淀是一个伴有热量、质量传递的水解反应过程，因此必须保持适宜的搅拌速度，已达到临界悬浮状态，没有任何死角为宜。工业用的机械搅拌沉钒罐为圆柱形，内径2～5m，容积4～5m3。罐内壁衬耐酸瓷砖或辉绿岩。中心安装不锈钢搅拌器。罐壁附近设不锈钢蒸汽加热管。
水解沉钒是间歇作业，先加入25%的沉钒前液，开始搅拌，再加入所需的硫酸，然后通蒸汽加热到90℃以上接近沸点。继续添加剩余的75%的沉钒前液。最后分析溶液中游离酸及钒的浓度，调整酸度或补加沉钒前液，以使最后溶液中含钒小于0.1g／L为终点。停止加热、搅拌、再静置10～20min后过滤，即得红饼。根据生产规模，过滤设备可采用吸滤盘、压滤机或鼓式真空过滤机。
红饼须先经干燥去除水分，再在1073～1173K温度下熔化，浇铸成片状，作为炼钒铁的原料。
水解沉钒早期用得比较普遍，但所产红饼熔片V2O5的含量仅为80%～90%，纯度较低，且耗酸量大，污水量大，故现已基本为铵盐沉钒所取代。
钒矿选矿工艺原理及工艺流程图
2019-02-22 16:55:15
一、工艺原理特殊药剂配方，将含钒石煤中的钒组分浮选出来，此后进行焙烧(灼烧)、浸出、得到高浓度含钒溶液，溶液经净化处理后直接加铵沉积得到产品。
二、工艺流程图
含钒溶液的铵盐沉钒
2019-02-21 15:27:24
净化后的含钒溶液，首要是Na2O－V2O5－H2O系统，依据浸取条件的不同，可所以酸性或碱性。因为钒酸铵盐的溶度积小于钒酸钠，因而参加NH4Cl、（NH4）2SO4等 离子能够生成或多钒酸按沉积。其条件取决于溶液的酸度。
一、弱碱性铵盐沉钒
当pH值＝8～9时，溶液中的钒首要以 ，即 方式存在。故参加 时，构成NH4VO3结晶分出。影响铵盐沉钒的要素如下：
（一）依据图1，NH4VO3溶解度随温度下降而下降，故NH4VO3的结晶应在20～30℃条件下进行；图1 NH4VO3在水中的溶解度、密度与温度的联系
1－溶解度与温度；2－饱和溶液的密度与温度
（二） 浓度应较化学计量数大，以借同离子效应促进沉积彻底；
（三）拌和、晶种效应：NH4VO3溶液易构成过饱和溶液，为此加晶种、拌和会加速结晶，如图2。图中可观察到四种条件下的结晶状况。阐明拌和加晶种可明显加速结晶的速度。图 2 NH4VO3结晶动态图
1－静置；2－参加晶种静置；
3－拌和；4－拌和下参加偏钒酸按晶种；
5－20～30℃下偏钒酸按的平衡浓度
（四）弱碱性铵盐沉钒后，残液中含钒较高，约为1～2.5g／L V2O5。操作时间长，能耗高，所得NH4VO3经煅烧后可得纯度为99%的V2O5。放出的约0.187kg／kg V2O5，应予收回。弱碱性铵盐沉钒常用于精制水解法制得的红饼。
二、弱酸性铵盐沉钒
在pH＝4～6，钒首要以 存在，参加 ，则以十钒酸盐方式沉积。因为净化后液含很多钠离子，故沉积一般为：式中，x一般为0～2之间。为取得不含钠的产品，需将其溶于热水中，在pH为2的条件下重结晶，如此可得（NH4）2V6O16结晶。弱酸性铵盐沉钒的残液可使V2O5含量下降至0.05～0.5 g／L。
三、酸性铵盐沉钒
当pH＝2～3时，溶液中的钒当参加铵离子时，首要以六沉积。沉钒时用硫酸调pH值，参加适量的（NH4）2SO4，在高于90℃下沉钒。本法取得的产品纯度高，沉钒速度快，沉钒率高，铵盐耗费低，约0.06kgNH3／kgV2O5，只为耗量的1／3。硫酸耗量较水解沉积法少。故已成为我国现在以钒渣为质料出产V2O5的首要办法，在国外也被广泛选用。
四、钒酸铵的煅烧分化
NH4VO3、（NH4）2V6O16的分化在450～600℃下煅烧，反响如下：
6NH4VO3＝（NH4）2V6O16＋4NH3＋2H2O
（NH4）2V6O16＝3 V2O4＋N2＋4 H2O
V2O4＋1／2O2＝V2O5
榜首步反响放出很多，应予收回。第二步进一步分化并被还原成四价钒，但在进一步氧化气氛中被氧化成V2O5。钒酸铵的煅烧通常在回转窑中进行。窑内分三个区，榜首区为枯燥区，300～500℃；第二区为分化区，450～600℃；第三区在450℃以上，引进空气，充沛氧化。
启动电池和水电池的修复
2018-12-18 11:17:20
一、观察询问
1、询问电池使用年限，是否长期搁置（长期搁置电池易发生严重硫化，可先采用小电流除硫）还是在用电池。有没有修复过，是否存在严重自放电的情况（若自放电严重，则需换电解液）。2、观察外观是否完好，是否有漏液，极柱是否损坏（这类电池可修，可不修）。电池内电解液是否干涸或已很少（可先补充1.28g/cm3比重的稀硫酸至上下水平线之间）。3、观察电池内部极板是否存在严重变形（发生这类情况可报废）。4、用比重吸取每个格内电解液，反复几次，观察电解液是否混浊（有些电解液较清的，要问清楚是否是客户自己补充过水或补充液）。二、初步检测
1、用比重计检测单格之间比重是否均衡。检测单格落后情况，一般单格落后严重的电池修复率比较低。2、将电池接在高频活化仪上（红色夹子接电池正极，黑色夹子接电池负极），打开活化电源开关，观察电压表指针变化：① 显示电池电压：调节电流旋钮（若电池电压低于6V，仪器会自动保护，此时可按下复位按键，再调节电流旋钮），观察电流表与电压表的变化。若电流不变化，电压升至很高40V左右，这类电池一般为严重硫化，可先采取小电流慢慢除硫修复。若电流可调至很大，可采用大电流对电池充电约三、四分钟，观察注液孔是否有烟雾冒出，若有则此电池可能汇流条已损坏，可考虑报废。② 显示活化仪输出电压（活化仪输出电压为48V左右），经过几分钟后电压没有下降情况的（排除活化线上的保险丝问题）可判断此电池断路。若电压缓慢下降，则此电池基本属于严重硫化。※ 综合上述因素，判断是否接收电池，接收后做客户登记，清洗电池外部。三、修复步骤
1、用高频活化仪采用0.1C的电流对电池进行充电（C表示电池容量，例如容量为50Ah的电池，则充电电流为：0.1×50=5A）。当电池电压充至14.7V时，此时用比重计检测单格酸比重，并记录下来。然后将电流调至0.05C进行脉冲除硫修复。10小时左右对电池的单格进行酸比重检测，若酸比重无变化，则可排除电池硫化故障。若酸比重上升但没达到要求（正常酸比重值为1.28g/cm3）则继续除硫修复，若长时间除硫后酸比重不变化且达不到要求，则需重新调配酸比重。若酸比重达到要求可停止脉冲除硫修复。※ 若电池通过除硫修复就修好的，且自放电不严重，则可以认为修复结束。2、电池经过上述操作后，若出现电解液严重混浊或是自放电严重（活性物质脱落沉积于底部造成的正负极搭接)，排除内部硬短路后。那么需要更换电解液来解决故障。首先采用C10（C表示电池容量，例如容量为50Ah的电池，则放电电流为：50÷10=5A）的放电电流将电池放电到0V，将电解液倒掉（可倒入装有石灰的塑料容器里，避免腐蚀及污染环境）。如果倒出的电解液中有颗粒状的褐色物质，则正极版活性物质脱落的很严重，这样的电池可直接报废。电解液倒出后，用开水清洗电池内部，直至倒出的水不在混浊，最后再用蒸馏水清洗一次。※ 有些电池装配的空间较紧，杂质沉淀在底部后从注液孔无法倒出，这时就需要在电池底部打孔。每一个格都是独立的，所以需要打六个孔（打孔时可先将内部电解液倒出一部分后，将杂质留于一角后进行）清洗完毕后挫出麻面，再用AB胶或其它耐酸的胶进行密封。24小时后再注入电解液。3、清洗完毕后，注入1.34g/cm3比重的电解液，然后用高频活化仪采用0.1C电流对电池进行充电至14.7V。然后调小电流至0.05C再充电10小时左右即可。充满电后测量每格酸比重是否符合要求，不符合的进行调配。4、静止一天后测量电池容量，合乎标准后，即可交客户使用。若还是存在自放电现象则可作为报废电池处理。
钒钛磁铁矿中钒的提取
2019-01-25 10:19:08
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从钒钛磁铁矿中提取钒的方法可概括为两种：火法是通过钒铁精矿或钒渣间接提钒，湿法则是用钒铁精矿直接提钒。目前我国以间接提钒法为主。 火法提钒工艺：将选矿产品钒铁精矿直接进入高炉或电炉中冶炼，使矿石中的钒大部分进入铁水，再将含钒铁水入转炉送氧吹炼，使钒富集于渣中，成为钒渣。钒渣经焙烧、浸出、过滤、即得五氧化二钒。这一方法的最大优点是钒回收率高，特别适用于低品位钒矿石的利用。缺点是矿石处理量大，而生产规模小，与大规模的钢铁工业生产不相适应。 湿法提钒工艺：将钒铁精矿加芒硝制团，经焙烧、水浸、使钒酸钠进入溶液，再加硫酸使之转化为五氧化二钒。水浸后的球团再用于炼铁。湿法的优点是工艺流程短，钒的回收率高。 上图是钒钛磁铁矿提钒的生铁-钒渣工艺的流程。 近20年来我国积累了大量有关钒钛磁铁矿提钒工艺的经验，并首创高炉炼铁-雾化提钒法。目前攀枝花钢铁公司用此种方法大规模生产钒渣。高炉炼铁-雾化吹钒渣法的要旨是，将铁水在中间罐内撇渣和整流，在雾化器中雾化，雾化后的铁水进入雾化炉反应，提钒后的铁水（即“半钢”）流入半钢罐，使之在半钢罐面上形成钒渣层，将半钢分离即得钒渣（下图）。1978年攀枝花钢铁公司已建成两座120t雾化炉，其设计能力为年产8.31～8.9万t钒渣。
钒的矿业管理
2019-01-25 10:19:13
钒矿的矿业管理主要随主矿的管理。如从大型的钒钛磁铁矿矿床中回收钒，一切管理体制都按国有大型矿山的规定招待。从石煤中回收钒的小型企业，一般按乡镇企业管理执行。二者共同的问题是要强化资源综合利用意识，科研工作要加强综合利用工艺流程珠研究，提高回收率，特别是乡镇企业，不仅要提高钒的回收率，而且还要提高石煤中其他资源的综合回收率和综合利用率，同时要把污染减少到最低限度。
液体钒电池原理
