專利名稱：一種廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法。
背景技術(shù)：
鎳氫電池由于其獨特的優(yōu)點，應(yīng)用非常廣泛。鎳氫電池中含有相當(dāng)數(shù)量的鎳、鈷、 稀土、銅和鐵等金屬元素，通過對廢舊鎳氫電池進行回收，獲得顯著經(jīng)濟效益的同時可減少環(huán)境污染，具有很好的社會效益。目前國內(nèi)外，廢舊鎳氫電池的回收方法主要有火法冶金與濕法冶金兩種?；鸱ㄒ苯鹗且陨a(chǎn)鎳鐵合金為目標的廢舊電池處理方法，但火法冶金得到的合金價值較低，貴重金屬鈷、稀土、銅也進入了爐渣，資源浪費較大，污染也較為嚴重。濕法冶金一般通過破碎，磁力分選，酸溶，除雜，分離和電解分別提出各種有價金屬。但此方法，工藝較為復(fù)雜，且試劑消耗量大。CN101886178A于2010年11月17日公開了一種廢舊鎳氫電池綜合回收方法，該方法主要經(jīng)破碎，磁力分選，酸溶，分離和除雜等步驟對廢舊鎳氫電池進行回收。該方法在回收過程中，對廢舊鎳氫電池直接進行破碎，再進行磁選、過篩，使得鋼殼與電芯分離不徹底， 較細的鋼殼進入篩下粉末中，導(dǎo)致反應(yīng)過程用酸量增大，造成浪費的同時也使得溶液中鐵雜質(zhì)量的含量較高，影響了后期的除雜效率，也提高了生產(chǎn)成本。此外，該方法無法對鎳氫電池負極基體材料銅網(wǎng)進行回收，造成資源浪費，回收效果尚欠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種工藝簡單，成本低，對環(huán)境污染少，回收效果好的廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)將廢舊鎳氫電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼等；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每2L 3L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入濃度為2mol/ L 6mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)0. 5h 2h，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用<75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每3L 6L硫酸溶液投入Ikg篩下物的比例投入濃度為2mol/ 6mol/L硫酸溶液中，升溫至50°C 95°C，反應(yīng)2h 8h，過濾，得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至50°C 100°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子理論計算量2 4倍的可溶性堿金屬鹽，調(diào)節(jié)pH為1 5，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)Ih 4h，過濾，得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得的濾液進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。
進一步，步驟(5)中，所述可溶性堿金屬鹽優(yōu)選硫酸鈉或氯化鈉。進一步，步驟(5)中，所述pH的調(diào)節(jié)物質(zhì)優(yōu)選碳酸鈉或氫氧化鈉。進一步，步驟(6)中，所述萃取所用萃取溶劑優(yōu)選2-乙基己基磷酸。本發(fā)明通過物理方法從正負極極片中分離回收粗銅、粗鎳等有價物質(zhì)，減少了進入化學(xué)分離過程的金屬量，減少了化學(xué)反應(yīng)過程試劑的使用量，降低了反應(yīng)時間與能耗，工藝簡單，回收率高。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊鎳氫電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼等；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每2L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入5mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)1. 5h，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每4L硫酸溶液投入Ikg篩下物的比例投入5mol/L硫酸溶液中，升溫至85°C，反應(yīng)4h，過濾得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至90°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子2倍的硫酸鈉，通過加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為2. 5，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)池，過濾得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為98. 9%，鈷的回收率為99. 1%，稀土回收率為97. 5%。實施例2
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊鎳氫電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼等；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每2.5L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入3mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)1. 5h，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每3L硫酸溶液加入Ikg篩下物投入濃度為4mol/L硫酸溶液中，升溫至80°C，反應(yīng)4h，過濾得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至70°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子2. 5倍的氯化鈉，通過加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH為4，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)池，過濾得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為98. 5%，鈷的回收率為97. 4%，稀土的回收率為96. 3%。實施例3
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼等；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每3L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入2mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)池，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每6L硫酸溶液加入Ikg篩下物投入濃度為2mol/L硫酸溶液中，升溫至95°C，反應(yīng)池，過濾得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至50°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子3倍的硫酸鉀，通過加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為3，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)4h，過濾得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為96. 2%，鈷的回收率為98. 4%，稀土回收率為97. 8%。實施例4
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼等；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每3L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入6mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)0. 5h，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每4L硫酸溶液加入Ikg篩下物投入濃度為3mol/L硫酸溶液中，升溫至70°C，反應(yīng)證，過濾，得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至100°C，并加入沉淀稀土所需金屬離子3倍的氯化鉀，通過加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH為1，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)lh，過濾，得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 2%，鈷的回收率為99. 7%，稀土回收率為97. 9%。實施例5
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每2L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入6mol/L 硫酸溶液中，反應(yīng)1.證，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每4L硫酸溶液加入Ikg篩下物投入濃度為6mol/L硫酸溶液中，升溫至90°C，反應(yīng)池，過濾得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至85°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子2. 5倍的硝酸鈉，通過加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為5，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)池，過濾得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為96. 3%，鈷的回收率為97. 4%，稀土回收率為95. 3%。實施例6
本實施例之廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟
(1)對廢舊電池進行破殼處理，并分選出正極、負極、隔膜和鋼殼；
(2)將步驟(1)所得隔膜按每2L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入2mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)池，過濾得到隔膜和濾液，濾液進入步驟(5)；
(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；
(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每4L硫酸溶液加入Ikg篩下物投入濃度為4mol/L硫酸溶液中，在60°C下反應(yīng)他，過濾得到濾渣和濾液；
(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至70°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子3倍的硝酸鉀，通過加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH為2，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)3h，過濾得到稀土復(fù)鹽和濾液；
(6)將步驟(5)所得濾液進入2-乙基己基磷酸的有機溶液中進行多級萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為97. 6%，鈷的回收率為98. 5%，稀土回收率為96. 7%。顯然，本發(fā)明不限于以上具體實施方式
，還可在本發(fā)明權(quán)利要求限定的精神內(nèi)或說明書描述的方案中，改變某些工藝條件或操作步驟，但具有基本相同的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方法及由該方法得到的產(chǎn)品，也屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將廢舊鎳氫電池進行破殼處理，分選出正極、負極、隔膜和鋼殼；(2)將步驟(1)所得隔膜按每2L 3L硫酸溶液投入Ikg隔膜的比例投入濃度為2mol/ L 6mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)0. 5h 池，過濾，得到隔膜和濾液；(3)將步驟(1)所得正極和負極分別進行球磨，對球磨后的粉末分別采用<75目的不銹鋼篩網(wǎng)過篩，并對正極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物進行旋風(fēng)分離回收粗銅；(4)將步驟(3)過篩所得正負極篩下物一起按每3L 6L硫酸溶液投入Ikg篩下物的比例投入濃度為2mol/ 6mol/L硫酸溶液中，升溫至50°C 95°C，反應(yīng)2h 8h，過濾，得到濾渣和濾液；(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至50°C 100°C，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子理論計算量2 4倍的可溶性堿金屬鹽，調(diào)節(jié)pH為1 5，進行稀土沉淀反應(yīng)，反應(yīng)Ih 4h，過濾，得到稀土復(fù)鹽和濾液；(6)將步驟(5)所得的濾液進行萃取除雜，得到含鎳、鈷的硫酸鹽溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，其特征在于步驟(5)中，所述可溶性堿金屬鹽為硫酸鈉或氯化鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，其特征在于步驟(5) 中，所述PH的調(diào)節(jié)物質(zhì)為碳酸鈉或氫氧化鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，其特征在于步驟(6) 中，所述萃取所用萃取溶劑為2-乙基己基磷酸。
全文摘要
一種廢舊鎳氫電池綜合回收處理方法，包括如下步驟(1)將廢舊鎳氫電池進行破殼處理，分選出正極、負極、隔膜和鋼殼；(2)將隔膜按每2L～3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，反應(yīng)0.5h～2h，過濾；(3)將正極和負極分別進行球磨，分別過≤75目篩網(wǎng)，并對正極篩上物旋風(fēng)分離回收粗鎳，對負極篩上物旋風(fēng)分離回收粗銅；(4)將正負極篩下物一起按每3L～6L硫酸溶液投入1kg篩下物的比例投入2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，升溫至50℃～95℃，反應(yīng)2h～8h，過濾；(5)將步驟(2)與(4)所得濾液一并升溫至50℃～100℃，并加入相當(dāng)于沉淀稀土所需金屬離子理論計算量2～4倍的可溶性堿金屬鹽，調(diào)節(jié)pH為1～5，反應(yīng)1h～4h，過濾；(6)對濾液進行多級萃取除雜。本發(fā)明工藝簡單，成本低，對環(huán)境污染少，回收率高。
文檔編號C22B7/00GK102304620SQ20111028405
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者楊先鋒, 蔣慶來, 齊士博 申請人:先進儲能材料國家工程研究中心有限責(zé)任公司