[發明專利]鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法

無效

• 申請號: 200910059705.X
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101665873A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 龍炳清;魏濤;龍怡;曹攀
• 申請（專利權）人: 四川師范大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/06;C22B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鎳鎘廢電池正極材料的一種浸出方法。

背景技術

鎳鎘電池是一類廣泛使用的電池，該電池使用報廢后將產生大量廢電池。由于這類電池含有大量重金屬，若棄入環境，將對環境產生很大的直接和潛在危害。鎳鎘電池正極材料主要含鎳和鈷，兩者的總含量高達80％以上，很具回收價值。目前從鎳鎘廢電池正極材料中回收鎳、鈷的工藝主要有火法工藝和濕法工藝。火法工藝得到的產品為合金材料，很難獲得較純的鎳和鈷。濕法工藝比較容易得到較純的鎳和鈷。浸出是濕法工藝中必不可少的一個過程。目前鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法主要有鹽酸浸出法、硫酸浸出法和硝酸浸出法。鹽酸浸出法，設備腐蝕大，酸霧產生量大而污染環境。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，而且會產生大量氮氧化物，污染環境。開發設備腐蝕小、成本低、基本無環境污染的鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法具有較大實用價值。

發明內容

針對目前鎳鎘廢電池正極材料浸出的問題，本發明的目的是尋找一種硝酸消耗量低，基本無氮氧化物污染的鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法，其特征在于將從鎳鎘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堿洗或焙燒等預處理得到的較純凈的正極材料)放入耐壓和耐硝酸腐蝕的容器中，然后密封容器，并將硝酸泵入該容器，通入工業純氧進行鎳鎘廢電池正極材料的浸出，浸出結束后進行液固分離，得到所需浸出溶液。浸出溫度為20～100℃，浸出壓力為0.05～0.5MPa，浸出的硝酸初始濃度為1～6mol/L，浸出時間為1～4小時，浸出過程進行攪拌，攪拌速度30～100r/min。硝酸加入量為加入反應容器的正極材料中全部金屬浸出的硝酸理論消耗量的101～130％。

本發明的目的是這樣實現的：在加壓工業純氧存在的條件下，硝酸浸出鎳鎘廢電池正極材料(材料中的鎳呈金屬和氧化物兩種形態，鈷呈氧化物形態)時，部分金屬鎳生成硝酸亞鎳的過程發生如下化學反應：

Ni+4HNO₃＝Ni(NO₃)₂+2NO₂+2H₂O

3Ni+8HNO₃＝3Ni(NO₃)₂+2NO+4H₂O

2NO+O₂＝2NO₂

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO

總反應為：

2Ni+4HNO₃+O₂＝2Ni(NO₃)₂+2H₂O

在加壓工業純氧存在的條件下，硝酸浸出鎳鎘廢電池正極材料時，部分金屬鎳生成硝酸鎳的過程發生如下化學反應：

Ni+6HNO₃＝Ni(NO₃)₃+3NO₂+3H₂O

Ni+4HNO₃＝Ni(NO₃)₃+NO+2H₂O

2NO+O₂＝2NO₂

3NO₂+H₂O＝2HNO₃+NO

總反應為：

4Ni+12HNO₃+3O₂＝4Ni(NO₃)₃+6H₂O

硝酸浸出鎳鎘廢電池正極材料時，部分氧化鎳生成硝酸亞鎳的過程發生如下化學反應：

NiO+2HNO₃＝Ni(NO₃)₂+H₂O

在加壓工業純氧存在的條件下，硝酸浸出鎳鎘廢電池正極材料時，部分氧化鎳生成硝酸鎳的過程發生如下化學反應：

NiO+4HNO₃＝Ni(NO₃)₃+NO₂+2H₂O