專利名稱：一種廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢舊鎳鎘電池回收處理，特別涉及回收廢舊鎳鎘電池中鎘的方法。
背景技術(shù)：
鎳鎘電池的使用壽命一般約為3~5年，目前國(guó)內(nèi)每年產(chǎn)生的廢舊鎳鎘電池約2 億只，且以3%~5%的速度增長(zhǎng)，已累計(jì)達(dá)到萬噸需要處理。
鎳鎘電池中因含有鎘、鎳和鈷等物質(zhì)，如將之填埋或焚燒處理，很容易造成環(huán) 境污染并對(duì)生物構(gòu)成危害，不利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，從資源綜合利用的角 度考慮，鎘鎳電池中因含有大量的有價(jià)值金屬元素(鎳含量一般為27%~31%,鎘含 量為13%~21%),如能進(jìn)行再生利用，不但節(jié)約了有限的資源，而且也可避免環(huán)境 污染。
目前，國(guó)內(nèi)外主要采用火法和濕法兩種處理方式回收廢舊鎳鎘電池中的鎳和鎘。 其中火法工藝主要是將廢舊鎳鎘電池中的鎳鎘等元素還原成單質(zhì)后利用各種金屬熔 點(diǎn)的沸點(diǎn)的差距，通過高溫將部分組分分離，從而獲得金屬或者合金。其代表性工 藝有瑞典Saft Nife和法國(guó)SNAM、 SAVAM，以及日本公開專利JP0412834、 JP04371534 、和JP05247553 ，中國(guó)公開專利CN1063314 、 CN1357938和 CN101220412,歐洲公開專利EU608098。火法工藝存在能量消耗大、廢渣和廢氣等 缺點(diǎn)。濕法工藝是將廢舊鎳鎘電池預(yù)處理后進(jìn)行酸浸、堿浸等讓有回收價(jià)值的金屬 以離子的形式進(jìn)入溶液再采用化學(xué)沉淀、電解沉積、有機(jī)溶劑萃取、置換法的一種 或者兩種分離方法來將鎳鎘分離出來的化學(xué)方法(中國(guó)公開專利CN1949584和 CN101407341)。對(duì)于濕法工藝的浸出階段，大多數(shù)采用硫酸浸出，少數(shù)采用氨水提 出，個(gè)別采用鹽酸浸出，而實(shí)驗(yàn)條件下亦有采用有機(jī)溶劑選擇浸出的。硫酸和鹽酸 浸出雖然成本低，但大量的鐵參加反應(yīng)，浸出劑消耗太，且較難回收。有機(jī)溶劑選 擇浸出則存在成本高，廢液處理困難和二次污染問題。采用氨水浸出，鐵不參加反 應(yīng)，浸出劑易于回收，可循環(huán)利用，無二次污染(孔祥華等《電池》2001， 31 (2): 97~99)。浮選法是一種廢水處理新技術(shù)，它在廢水處理領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。向含 鎘廢水中加入硫化鈉，將鎘轉(zhuǎn)化為硫化鎘沉淀，然后加入捕捉劑十二烷胺醋酸酯，
3采用氣泡上浮方法分離，對(duì)含鎘為5mg/L的廢水能夠達(dá)到99X的去除率。由于傳統(tǒng) 酸溶濕法工藝處理的廢舊鎳鎘電池中含有鎳、鎘、鐵和鈷等離子，利用浮選法很難 徹底分離鎳、鎘離子，因此沒有得到廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的主要解決廢舊鎳鎘電池中鎘元素有效地回收，提出低溫火法氧化-氨浸浮選工藝回收廢舊鎳鎘電池中的鎘，不僅能夠保證有效回收鎘有價(jià)金屬，而且 處理工藝流程短、設(shè)備簡(jiǎn)單、不造成二次污染。
本發(fā)明所述的一種廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法如下-
將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒；焙燒完以后用80 目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；篩下物質(zhì)在浸液中進(jìn)行氨浸，浸液篩下物 質(zhì)(質(zhì)量比)=10:1~20:1,浸出時(shí)間為0.5~2小時(shí)；氨浸以后向浸出液中加入1%的 丁基黃藥溶液和2號(hào)浮選油(松醇油)，充分?jǐn)嚢?，緩慢加入硫化鈉溶液，進(jìn)行浮選， 直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不斷攪拌，表 面浮起泡沫，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘，直到不產(chǎn)生泡沫停止刮板；浮 選后的漿體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。 所述焙燒溫度為500 60(TC,焙燒時(shí)間為2 3小時(shí)。 所述浸液中氨含量為1(M5mol/L，氯化銨含量為2~5mol/L。 所述1%丁基黃藥加入量為每噸篩下物質(zhì)加入5000~50000g， 2號(hào)浮選油加入量 為每升浸液加入20~200mg。
所述加入硫化鈉溶液濃度為0.5~2mol/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本發(fā)明釆用了低溫火法氧化-氨浸浮選處理工藝，減少純 化學(xué)方法分離鎳、鎘、鈷的難度，簡(jiǎn)化工藝流程，降低成本；不需要驅(qū)氨沉鎘工藝， 改善工作環(huán)境；浮選后液壓濾得到的濾液返回氨浸工藝進(jìn)行循環(huán)浸出，達(dá)到無污染 生產(chǎn)水平。鎘回收率能達(dá)到95%以上。
本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易行、所用原料和設(shè)備都比較常見且廉價(jià)、氨浸液循環(huán)使
用和無污染、鎘回收率高等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為50(TC，焙燒時(shí)間為2小時(shí)；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；取篩下 物質(zhì)500g在5000g浸液中進(jìn)行氨浸，浸液中氨含量為10mol/L,氯化銨含量為 2mol/L，浸出時(shí)間為0.5小時(shí)；氨浸以后向浸出液中加入1%的丁基黃藥溶液2.5g 和2號(hào)浮選油溶液100mg,充分?jǐn)嚢?，緩慢加入硫化鈉溶液，其中硫化鈉溶液濃度 為0.5mol/L,直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中 不斷攪拌，浮起泡沬，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘，直到不產(chǎn)生泡沫停止 刮板；浮選后的礦體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。 鎘回收率95.1%。 實(shí)施例2
將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為600'C， 焙燒時(shí)間為3小時(shí)；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；取篩下 物質(zhì)500g在9000g浸液中進(jìn)行氨浸，浸液中氨含量為15mol/L，氯化銨含量為 5mol/L,浸出時(shí)間為2小時(shí)；氨浸以后向浸出液中加入P/。的丁基黃藥溶液25g和2 號(hào)浮選油溶液450mg，充分?jǐn)嚢瑁徛尤肓蚧c溶液，其中硫化鈉溶液濃度為 2mol/L，直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不斷 攪拌，浮起泡沫，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘，直到不產(chǎn)生泡沫停止刮板； 浮選后的礦體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。鎘回收 率98.9%。
實(shí)施例3
將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為550'C， 焙燒時(shí)間為2.5小時(shí)；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；取篩 下物質(zhì)500g在6000g浸液中進(jìn)行氨浸，浸液中氨含量為12mol/L，氯化銨含量為 3mol/L，浸出時(shí)間為l小時(shí)；氨浸以后向浸出液中加入1%的丁基黃藥溶液108和2 號(hào)浮選油溶液1200mg，充分?jǐn)嚢瑁徛尤肓蚧c溶液，其中硫化鈉溶液濃度為 1.5mol/L，直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不 斷攪拌，浮起泡沫，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘，直到不產(chǎn)生泡沫停止刮 板；浮選后的礦體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。鎘 回收率97.2%。
實(shí)施例4將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為60(TC， 焙燒時(shí)間為2小時(shí)；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；取篩下 物質(zhì)500g在7000g浸液中進(jìn)行氨浸，浸液中氨含量為14mol/L，氯化銨含量為 4mol/L,浸出時(shí)間為1.5小時(shí)；氨浸以后向浸出液中加入"/。的丁基黃藥溶液15g和 2號(hào)浮選油溶液700mg，充分?jǐn)嚢?，緩慢加入硫化鈉溶液，其中硫化鈉溶液濃度為 lmol/L，直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不斷 攪拌，浮起泡沫，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘，直到不產(chǎn)生泡沫停止刮板; 浮選后的礦體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。鎘回收 率96.8%。
權(quán)利要求
1、一種廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，其特征在于將廢舊鎳鎘電池經(jīng)破碎、水洗后，放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；篩下物質(zhì)在浸液中進(jìn)行氨浸，浸液與篩下物質(zhì)的質(zhì)量比為10∶1～20∶1，浸出時(shí)間為0.5～2小時(shí)；氨浸以后進(jìn)行浮選，向浸出液中加入1％的丁基黃藥溶液和2號(hào)浮選油松醇油充分?jǐn)嚢?，緩慢加入硫化鈉溶液，直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不斷攪拌，刮出表面浮起的泡沫，即得到硫化鎘。
2、 如權(quán)利要求l所述的廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，其特征在于所述焙燒溫 度為500~600'C，焙燒時(shí)間為2~3小時(shí)。
3、 如權(quán)利要求l所述的廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，其特征在于所述浸液中 氨含量為10~15mol/L，氯化銨含量為2~5mol/L。
4、 如權(quán)利要求1所述的廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，其特征在于所述1%丁 基黃藥加入量為每噸篩下物質(zhì)加入5000~50000g， 2號(hào)浮選油加入量為每升浸液加 入20~200mg。
5、 如權(quán)利要求l所述的廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，其特征在于所述加入硫化鈉溶液濃度為0.5~2mol/L。
全文摘要
一種廢舊鎳鎘電池回收鎘的方法，屬于廢舊鎳鎘電池回收處理。本發(fā)明提出采用低溫火法氧化-氨浸浮選的方法，將廢舊鎳鎘電池利用破碎機(jī)破碎、水洗，水洗物放入馬弗爐中進(jìn)行焙燒；焙燒完以后用80目篩子進(jìn)行篩分，去除鐵殼和集流網(wǎng)；篩下物質(zhì)在浸液中進(jìn)行氨浸；氨浸以后向浸出液中加入丁基黃藥和2號(hào)浮選油溶液，充分?jǐn)嚢?，緩慢加入硫化鈉溶液，直到溶液中不產(chǎn)生橘黃色沉淀停止加入硫化鈉，在加入硫化鈉過程中不斷攪拌，浮起泡沫，利用刮板將泡沫刮出，即得到硫化鎘；浮選后的漿體進(jìn)行壓濾，濾液返回氨浸工藝，濾渣集中處理回收有價(jià)金屬。本方法具有工藝簡(jiǎn)單易行，所用原料和設(shè)備都比較常見且廉價(jià)、氨浸液循環(huán)使用、無污染等特點(diǎn)，鎘的回收率能達(dá)到95％以上。
文檔編號(hào)C22B7/00GK101613804SQ20091008968
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者張深根, 彬 李, 潘德安, 田建軍 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)