鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹的鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法是將從鎳鈷錳酸鋰廢電池中分離出的并經(jīng)焙燒預(yù)處理得到的正負(fù)極混合材料和谷糠加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出。
【專利說明】鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的一種浸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鈷錳酸鋰電池(正負(fù)極混合材料含的主要金屬元素為鎳、鈷、錳、鋰的電池)是一類新型電池，該電池使用報廢后將產(chǎn)生大量廢電池。由于這類電池含有大量重金屬，若棄入環(huán)境，將對環(huán)境產(chǎn)生很大的直接和潛在危害。鎳鈷錳酸鋰電池正負(fù)極混合材料主要含鎳、鈷、鋰、銅、鋁和錳，其中鎳、鈷和鋰的總含量高達(dá)50%以上，很具回收價值。目前從鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料中回收鈷、鋰和銅的工藝主要有火法工藝和濕法工藝?；鸱üに嚨玫降漠a(chǎn)品為合金材料，很難獲得較純的鎳、鈷和鋰。濕法工藝比較容易得到較純的鎳、鈷和鋰。浸出是濕法工藝中必不可少的一個過程。目前鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法主要有鹽酸浸出法、硫酸浸出法、硝酸浸出法和混酸(硫酸加硝酸)浸出法。鹽酸浸出法，設(shè)備腐蝕大，酸霧產(chǎn)生量大而污染環(huán)境。硫酸浸出法消耗較昂貴的氧化劑(如雙氧水等)。硝酸浸出法的硝酸消耗量大，而且會產(chǎn)生大量氮氧化物，污染環(huán)境。所有的濕法工藝都存在如何經(jīng)濟(jì)地提高浸出速度、提高金屬浸出率、降低酸耗和其它輔料消耗的問題。雖然硝酸加工業(yè)純氧浸出法和混酸加工業(yè)純氧浸出法較好地解決了上述問題，但浸出設(shè)備較復(fù)雜，而且廢電池浸出所需工業(yè)純氧量不大，廢電池處理企業(yè)就地生產(chǎn)工業(yè)純氧自用不經(jīng)濟(jì)，工業(yè)純氧的儲存、運(yùn)輸和使用比較麻煩。開發(fā)設(shè)備腐蝕小、浸出速度快、浸出率高、酸耗和其它輔料消耗低、使用方便、基本無環(huán)境污染的鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法具有較大實(shí)用價值。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對目前鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料浸出的問題，本發(fā)明的目的是尋找一種金屬浸出率高，浸出速度快，浸出率高，酸耗和其它輔料消耗低，使用方便，不用昂貴還原劑，基本無環(huán)境污染的鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法，其特征在于將從鎳鈷錳酸鋰廢電池中分離出的并經(jīng)焙燒預(yù)處理得到的正負(fù)極混合材料和< 1.5mm的谷糠加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出。浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到所需浸出溶液。反應(yīng)溫度為50°C~80°C，浸出的硫酸初始濃度為lmol/L~4mol/L,硝酸的初始濃度為5g/L~10g/L浸出時間為2h~4h，浸出過程進(jìn)行攪拌，攪拌速度為30r/min~120r/min。硫酸加入量為加入反應(yīng)容器的正負(fù)極混合材料中全部金屬浸出的硫酸理論消耗量的110%~140%。谷糠的加入量以干基計為正負(fù)極混合材料中鎳、鈷和錳總質(zhì)量的60%~75%。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:在密閉并有谷糠和硝酸存在的條件下，硫酸浸出經(jīng)焙燒預(yù)處理后的鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料(材料中的金屬元素呈氧化物形態(tài))時，浸出過程發(fā)生如下主要化學(xué)反應(yīng):
【權(quán)利要求】
1.一種鎳鈷錳酸鋰廢電池正負(fù)極混合材料的浸出方法，其特征是將從鎳鈷錳酸鋰廢電池中分離出的并經(jīng)焙燒預(yù)處理得到的正負(fù)極混合材料和< 1.5mm的谷糠加入耐壓、耐硫酸和硝酸腐蝕的反應(yīng)釜中，加入硫酸和硝酸的混合溶液，并在密閉條件下進(jìn)行攪拌浸出，浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到所需浸出溶液。
2. 反應(yīng)溫度為50°C~80°C，浸出的硫酸初始濃度為lmol/L~4mol/L，硝酸的初始濃度為5g/L~10g/L浸出時間為2h~4h,浸出過程進(jìn)行攪拌,攪拌速度為30r/min~120r/min，硫酸加入量為加入反應(yīng)容器的正負(fù)極混合材料中全部金屬浸出的硫酸理論消耗量的110%~140%，谷糠的加入量以干基計為正負(fù)極混合材料中鎳、鈷和錳總質(zhì)量的60%~75%。
【文檔編號】C22B23/00GK103757341SQ201310736534
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月29日
【發(fā)明者】龍炳清, 鄧其軍, 聶付江 申請人:四川師范大學(xué)