鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出方法
【專利摘要】本發(fā)明介紹的鈷酸鋰廢電池正極材料的浸出方法是將從鎳酸鋰廢電池中分離出的正極材料和磨細(xì)的軟錳礦放入耐壓并耐硫酸和硝酸腐蝕的容器中，并將硫酸和硝酸泵入該容器，然后密封容器，進(jìn)行鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出。
【專利說明】鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鎳酸鋰廢電池正極材料的一種浸出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳酸鋰電池是一類廣泛使用的電池，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。鎳酸鋰廢電池正極材料主要含鎳、鋰、銅和鋁，其中鎳、鋰和銅三者的總含量大于60%，很具回收價值。目前從鎳酸鋰廢電池正極材料中回收鎳、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、鋰和銅。濕法工藝比較容易得到較純的鎳、鋰和銅。浸出是濕法工藝中必不可少的一個過程。目前鎳酸鋰廢電池正極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)濟有效地消除此類原料中有機聚合物對金屬和金屬氧化物的包裹作用，提高金屬浸出率的問題。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，工業(yè)純氧的儲存、運輸和使用比較麻煩。開發(fā)設(shè)備腐蝕小、浸出率高、成本低、使用方便、基本無環(huán)境污染的鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出方法具有較大實用價值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對目前鎳酸鋰廢電池正極材料浸出的問題，本發(fā)明的目的是尋找一種金屬浸出率高，酸耗量低，使用方便，不用昂貴氧化劑，基本無氮氧化物污染的鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出方法，其特征在于將從鎳酸鋰廢電池中分離出的正極材料(包括通過人工或機械分離出的初級正極材料、初級正極材料經(jīng)破碎和球磨或棒磨得到的正極粉體材料、初級正極材料或正極粉體材料經(jīng)堿洗 等預(yù)處理得到的較純凈的正極材料)和磨細(xì)的軟錳礦放入耐壓并耐硫酸和硝酸腐蝕的容器中，并將硫酸和硝酸泵入該容器，然后密封容器，進(jìn)行鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出，浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到所需浸出溶液。浸出溫度為40°C~80°C，浸出的硫酸初始濃度為I mol/L~5 mol/L，硝酸初始濃度為5g/L~20g/L，浸出時間為Ih~4h,浸出過程進(jìn)行攪拌,攪拌速度40 r/min~120r/min。硫酸加入量為加入反應(yīng)容器的正極材料和軟錳礦中全部金屬浸出的硫酸理論消耗量的101%~200%。所用軟錳礦的MnO2含量≥50%，粒徑≤180目。軟錳礦的加入量以MnO2計為氧化正極材料中全部金屬態(tài)金屬所需理論量的100%~110%。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:在密閉、軟錳礦和硝酸存在的條件下，硫酸浸出鎳酸鋰廢電池正極材料(材料中的鎳和鋰以鎳酸鋰形式存在，銅和鋁主要呈金屬形態(tài))時，金屬銅生成硫酸銅的過程發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):
Cu + 2HN03 + H2SO4 = CuSO4 + 2N02 + 2H20
【權(quán)利要求】
1.一種鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出方法，其特征是將從鎳酸鋰廢電池中分離出的正極材料和磨細(xì)的軟錳礦放入耐壓并耐硫酸和硝酸腐蝕的容器中，并將硫酸和硝酸泵入該容器，然后密封容器，進(jìn)行鎳酸鋰廢電池正極材料的浸出，浸出結(jié)束后進(jìn)行液固分離，得到所需浸出溶液，浸出溫度為40°c~80°C，浸出的硫酸初始濃度為I mol/L~5 mol/L，硝酸初始濃度為5g/L~20g/L,浸出時間為Ih~4h,浸出過程進(jìn)行攪拌,攪拌速度40 r/min~`120r/min，硫酸加入量為加入反應(yīng)容器的正極材料和軟錳礦中全部金屬浸出的硫酸理論消耗量的101%~200%，所用軟錳礦的MnO2含量≤50%,粒徑≤180目，軟錳礦的加入量以MnO2計為氧化正極材料中全部金屬態(tài)金屬所需理論量的100%~110%。
【文檔編號】C22B23/00GK103757404SQ201310736610
【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, 陳建文, 鄧國海 申請人:四川師范大學(xué)