[發(fā)明專利]鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310736551.X
• 申請日: 2013-12-29
• 公開（公告）號: CN103757256A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 龍炳清;秦丹;曹攀
• 申請（專利權(quán)）人: 四川師范大學
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08;C22B23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及鎳鎘廢電池正極材料的一種浸出方法。

背景技術(shù)

鎳鎘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。鎳鎘廢電池正極材料主要含鎳和鈷，兩者的總含量高達60%左右，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(chǎn)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、硝酸浸出法和混酸（硫酸加硝酸）浸出法。鹽酸浸出法，設備腐蝕大，酸霧產(chǎn)生量大而污染環(huán)境。硫酸浸出法消耗較昂貴的還原劑（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，但浸出設備較復雜，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)境污染的鎳鎘廢電池正極材料的浸出方法具有較大實用價值。

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發(fā)明內(nèi)容

針對目前鎳鎘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，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并經(jīng)焙燒預處理得到的正極材料放入耐壓和耐硫酸腐蝕的容器中，并將硫酸泵入該容器，然后密封容器，并用注入泵將(NH₄)₂SO₃溶液泵入容器，此后關(guān)閉(NH₄)₂SO₃溶液泵入閥門進行浸出，浸出結(jié)束后?進行液固分離，得到所需浸出溶液。反應溫度為40℃～80℃,?浸出的硫酸初始濃度為1mol/L～4mol/L,?浸出時間為1h～3h，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為30r/min～120r/min。硫酸加入量為加入反應容器的正極材料中全部金屬浸出的硫酸理論消耗量的110%～150%。(NH₄)₂SO₃的加入量為將正極材料中全部高價金屬還原為低價金屬的(NH₄)₂SO₃理論消耗量的105%～120%。

???本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：在密閉和(NH₄)₂SO₃存在的條件下，硫酸浸出經(jīng)焙燒預處理后鎳鎘廢電池正極材料（材料中的鎳和鈷呈金屬氧化物形態(tài)）時，浸出過程發(fā)生如下主要化學反應：

NiO?+?H₂SO₄?=?NiSO₄?+H₂O

Ni₂O₃?+?2H₂SO₄?+?(NH₄)₂SO₃?=?2NiSO₄?+?(NH₄)₂SO₄?+?2H₂O

CoO?+?H₂SO₄?=?CoSO₄?+?H₂O

Co₂O₃?+?2H₂SO₄?+?(NH₄)₂SO₃?=?2CoSO₄?+?(NH₄)₂SO₄?+?2H₂O