[發明專利]電池廢料制備硫酸鎳、錳、鋰、鈷及四氧化三鈷的方法

有效

• 申請號: 201610928519.5
• 申請日: 2016-10-31
• 公開（公告）號: CN108002408B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉訓兵;歐陽建軍;劉席卷;王以森
• 申請（專利權）人: 湖南金源新材料股份有限公司
• 主分類號: C22B3/08
• 分類號: C22B3/08
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 王以森

1.電池廢料制備電池級硫酸鎳、錳、鈷、碳酸鋰及電池級四氧化三鈷的方法，包括如下步驟：電池廢料酸溶，除鐵除鋁，除鈣鎂銅，萃取分離，蒸發結晶制備硫酸鎳、硫酸錳、碳酸鋰、硫酸鈷或/和四氧化三鈷，其特征在于：

所述萃取分離：采取以下步驟：

a、分離錳元素：萃取前液按皂化1級,萃取錳9級,洗滌2級,反萃取5級,有機再生2級，進行萃取和反萃取，得到高純度和高濃度反錳液；

b、分離鈷元素:萃取錳后的萃余液進入分離鈷的萃取工序，按皂化1級,萃取鈷5級,洗滌2級,反萃取5級,有機再生1級，進行萃取和反萃取，得到高純度和高濃度反鈷液；

c、分離鎳元素：萃取鈷后的萃余液進入分離鎳的萃取工序，按皂化1級,萃取鎳5級,洗滌2級,反萃取5級,有機再生1級，進行萃取和反萃取，得到高純度和高濃度反鎳液；

所述皂化采用的皂化液為：0.5-2.0N氫氧化鈉溶液；

所述有機再生：采用的有機組成為：萃取錳、鎳有機P204：TBP：煤油=10-20：10-20：80-60（v/v）；萃取鈷有機組成：P507：TBP：煤油=15：15：70（v/v）；

在c步驟萃取鎳后的P204萃余液，采用MRV蒸發結晶系統，將萃余液蒸發至硫酸鈉結晶，離心過濾后即可得到無水硫酸鈉副產品；

所述蒸發結晶，采取以下步驟：

d、回收硫酸錳：萃前溶液首先通過P204萃取劑進行萃取，將溶液中錳萃取至有機相中，有機相加硫酸溶液進行洗滌，得到含錳150-400g/L硫酸錳溶液，溶液通過蒸發結晶、離心分離得到電池級硫酸錳產品；

e、回收硫酸鈷：前段工序萃取錳后的P204萃余液，通過P507進行萃取，將溶液中鈷萃取至有機相中，有機相加硫酸溶液進行洗滌，得到含鈷80-130g/L的硫酸鈷溶液，溶液通過蒸發結晶、離心分離得到電池級硫酸鈷產品；

f、回收硫酸鎳：前段工序萃取鈷后的P507萃余液，再一次通過P204萃取，將溶液中鎳萃取至有機相中，有機相加硫酸溶液進行洗滌，得到含鎳70-130g/L的硫酸鎳溶液，溶液通過蒸發結晶、離心分離得到電池級硫酸鎳產品；

g、回收硫酸鈉：前段工序萃取鎳后P204萃余液，采用MRV蒸發結晶系統，將萃余液蒸發至硫酸鈉結晶，離心過濾后即可得到無水硫酸鈉副產品；

h、回收碳酸鋰：將d步驟回收硫酸鈉后的離心母液加入飽和碳酸鈉溶液，控制反應溫度在60-100℃，反應時間0.5-4小時，得到碳酸鋰沉淀,將此沉淀離心過濾，洗滌，干燥后即為電池級碳酸鋰產品；

所述制備四氧化三鈷：回收硫酸鈷步驟中：在所述得到含鈷80-130g/L的硫酸鈷溶液后，用氫氧化鈉溶液合成羥基鈷，離心過濾，通過700-950℃灼燒，制成電池級四氧化三鈷；

所述離心過濾，洗滌后的尾水和洗液返回MVR蒸發結晶系統；

所述MVR蒸發的水在預熱完進料液后，收集于蒸餾水罐中，用于整個生產系統，減少生產用水，達到工業廢水零排放要求。

2.根據權利要求1所述的電池廢料制備電池級硫酸鎳、錳、鈷、碳酸鋰及電池級四氧化三鈷的方法，其特征在于：所述電池廢料酸溶：在酸溶桶內，將硫酸或鹽酸配成0.5-4N，按固液質量比1:3-5的比例加入電池廢料，溫度控制在60-100℃，反應0.5-4小時，過濾、洗滌，濾液為酸溶濾液。

3.根據權利要求2所述的電池廢料制備電池級硫酸鎳、錳、鈷、碳酸鋰及電池級四氧化三鈷的方法，其特征在于：將硫酸或鹽酸配成1.0-3.5N，按固液質量比1:4的比率加入電池廢料，溫度控制在70-90℃，反應1.0-3.5小時，過濾、洗滌，濾液為酸溶濾液。

4.根據權利要求3所述的電池廢料制備電池級硫酸鎳、錳、鈷、碳酸鋰及電池級四氧化三鈷的方法，其特征在于：將硫酸或鹽酸配成2.0-2.5N，按固液質量比1:4的比例加入電池廢料，溫度控制在75-85℃，反應2.0-2.5小時，過濾、洗滌，濾液為酸溶濾液。