[發明專利]一種制備含鎳鈷鋅離子的強酸鹽的方法

有效

• 申請號: 201410282644.4
• 申請日: 2014-06-23
• 公開（公告）號: CN104073637A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 王一喬;蔣慶來;楊先鋒;齊士博;葛良知;石建珍;張洪濤;歐騰蛟;肖連生
• 申請（專利權）人: 先進儲能材料國家工程研究中心有限責任公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B23/00;C22B19/30;H01M10/54
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及一種制備強酸鹽的方法，特別涉及一種制備含鎳鈷鋅離子的強酸鹽的方法。

背景技術

鎳氫電池是目前市場上已商業化的最成熟的新能源電池之一，廣泛在應用在人們的日常生活之中。隨著硫化鎳等礦產資源的逐步枯竭，同時也是環保要求的提高及資源循環利用的需要，廢舊電池的回收作為一個重大課題出現在人們面前。但國內對于廢舊電池的回收，因工藝復雜、效率低、成本高等原因，一直沒有較大的發展。

傳統的電池回收方法是將電池拆解粉碎后，用硫酸浸出，將浸出液中的低價金屬當作雜質用沉淀法或者萃取法除去，留下有價的需回收的金屬溶液進行進一步的分離并精制成產品。該方法存在因為不同濃度不同金屬雜質的除雜方式有較大差異，從而導致操作復雜，效率低，成本高等缺陷。同時，回收得到的產品主要為工業級鎳鹽，鈷鹽等，大多數只是實現了回收再利用，而并沒有重新回到電池制造中。

發明內容

本發明旨在提供一種簡單、直接、高效的制備含鎳鈷鋅離子的強酸鹽的方法。本發明通過以下方案實現：

一種制備含鎳鈷鋅離子的強酸鹽的方法，按如下步驟進行：

(1)電池拆解粉碎：將使用過的鎳氫電池拆解，分選出電芯，將電芯破碎成粉體；

(2)電芯溶解：將電芯粉體加到酸和氧化劑的混合溶液中，在50～65℃下持續攪拌1～5小時，得到浸出液；

(3)稀土沉淀：用堿液調節浸出液PH值至0.5～2.0，在40～60℃下恒溫攪拌，加入過量的堿金屬硫酸鹽，靜置，固液分離，得到去稀土溶液；

(4)萃取：將去稀土后的水溶液PH值調整至2.0～3.0——按有機相與水相溶液的體積比為(3～6.5):1向其中加入PH值為2.5～3.5的萃取劑有機溶液，靜置后將有機相與水相分離；所述萃取劑為包含萘磺酸或萘磺酸鹽與吡啶羧酸酯的復配物的有機物，且復配物中萘磺酸或萘磺酸鹽與吡啶羧酸酯的摩爾比為1:(1～6)；所述萃取劑有機溶液采用的有機溶劑為磺化煤油、260號溶劑油、航空煤油、Escaid110或C_8～13的高碳醇中的一種或幾種；

(5)反萃取：按有機相與水相體積比為(2～4):1向萃取步驟中最后分離得到的有機相溶液中加入無機強酸水溶液，靜置后將有機相與水相分離，取水相溶液得到包含Ni²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的強酸無機鹽溶液。

為提高鎳鈷鋅離子的純度和回收率，采用3級以上的逆流方式的萃取，采用3級以上的逆流方式的反萃取。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1.本發明利用使用過的鎳氫電池作為原料來制作有色金屬鹽，不僅很好地解決了廢舊電池回收無害化處理的問題，而且還可制備得到有價金屬鹽，節約金屬資源。

2.本發明采使用逆向思維法，在浸出液中，通過萃取的方式，直接將鎳鈷鋅這三種有價金屬提取出來，剩下其它低價雜質金屬留在水溶液中。該方法避免了不同金屬雜質在除雜時對整個體系的影響，減少了對有價金屬的除雜損失率，同時因為有機萃取劑是可以重復使用的，這將大大降低回收成本，且該工藝操作簡單，效率高，易實現全程自動化。

3.經過萃取步驟分離后的有機相通過無機強酸酸洗可以得到含Ni²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的強酸無機鹽溶液，無需進一步分離精制結晶，即可直接用來生產球形氫氧化鎳，節約了大量元素分離，精制結晶的成本。

具體實施方式

實施例1

一種制備含鎳鈷鋅離子的硫酸鹽的方法，按以下步驟進行：

(1)將使用過的鎳氫電池破殼后得到的電芯破碎成粉體；

(2)取1kg電芯粉加入到30L由硫酸和氧化劑過氧化氫組成的混合溶液(其中硫酸濃度為0.5mol/L，過氧化氫濃度為0.8ml/g)中，加熱至60～65℃，持續攪拌4h，得到浸出液。浸出液濃度為：Ni12-17g/L，Co0.5-1.5g/L，Re3-6g/L，Fe0.05-0.3g/L，Zn0.1-0.5g/L，Mn0.1-0.5g/L。PH值約為0.8-1.0。

(3)用4mol/L的NaOH調節PH值至1.5，保持恒溫60℃，邊攪拌邊加入過量的無水硫酸鈉，即可將稀土元素以稀土硫酸鹽的形式沉淀出來。靜置，固液分離，得到去稀土溶液。