[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

電池廢料制備硫酸鎳、錳、鋰、鈷及四氧化三鈷的方法,涉及電池廢料的綜合利用，特別是綜合利用電池廢料生產電池級硫酸鎳、電池級硫酸錳、電池級硫酸鋰、電池級硫酸鈷、電池級四氧化三鈷的方法。其特殊之處在于采取如下工藝流程：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、硫酸鋰、硫酸鈷或/和四氧化三鈷。能同時從電池廢料中回收鎳、錳、鋰、鈷等多種金屬元素，回收產品純度高，均可達到電池級，還可直接生產電池級四氧化三鈷，工藝簡單，能耗低，無廢氣污染，廢水實現零排放。

技術領域

本發明涉及電池廢料的綜合利用，特別是綜合利用電池廢料生產電池級硫酸鎳、電池級硫酸錳、電池級硫酸鋰、電池級硫酸鈷、電池級四氧化三鈷的方法。

背景技術

在循環經濟中，電池廢料是一種可回收利用的寶貴資源，主要有價元素為鈷、鎳、錳、鋰。以往處理這類廢料主要是回收其中的鈷和鎳。如專利申請號為CN201110435394.X的一種從電池廢料浸出液中分離富集鎳鈷的方法，公開的技術為：一種從電池廢料浸出液中分離富集鎳鈷的方法，包括以下步驟：(1)用酸性浸取液浸泡電池廢料，之后進行固液分離，得到的液體為電池廢料浸出液，向所述電池廢料浸出液中分批加入還原劑，所述還原劑的物質的量為所述浸出液中所含銅的物質的量的1.3～1.5倍，之后攪拌反應25～35分鐘，反應溫度為40～50℃，然后進行固液分離，所得固相為質量百分含量為99.0～99.5％的海綿銅，所得液相為液相A；(2)用碳酸鈉將液相A的pH值調至3.0～4.0，然后加熱至90～95℃，向液相A中加入雙氧水或次氯酸鈉攪拌反應，得到FeOOH沉淀，之后進行固液分離，所得液相為液相B；(3)向液相B中加入硫化劑，所述硫化劑的物質的量為所述液相B中所含鎳鈷的物質的量的1.2～1.5倍，然后攪拌反應10～20分鐘，之后固液分離，所得液相返回步驟(1)用于浸泡電池廢料，所得固體經所述酸性浸取液洗滌，得到硫化物沉淀，收集所得洗滌液，返回步驟(1)用于浸泡電池廢料；(4)將硫化物沉淀與水混合，配制成固液質量比為1∶3的漿料，將所述漿料放入反應釜中機械攪拌15～30分鐘，制成漿狀物，向所述漿狀物中加入混酸溶液，混酸溶液的質量為硫化物沉淀質量的1.5～2.0倍，然后攪拌反應20～30分鐘，之后固液分離，所得液體即為鎳鈷富集溶液。這種方法使得電池中的鋰、錳等有價金屬沒有得到回收利用。

如何從電池廢料中綜合回收各種有價金屬，國外同行作了一些研究，如LS-日光銅制煉株式會社在中國申請的用于從鋰二次電池廢料中回收有價值金屬的方法（申請號為CN201180049594.X）公開的技術為：一種用于回收有價值金屬的方法，包括：液相浸提含有Co、Ni、Mn和Li的廢粉末，以及對所得的浸提溶液進行純化和溶劑提取以回收所述Co、Ni、Mn和Li中的每一種，其中使用無機酸溶液、或無機酸和過氧化氫的混合溶液通過兩步逆流浸提進行所述液相浸提。所述無機酸溶液是濃度為240克/升或更高的硫酸溶液。其中按1升所述無機酸溶液計，以不低于20克的量使用所述過氧化氫。其中在所述兩步逆流浸提中，第一和第二步各自獨立地在60至80℃的溫度下進行4至6小時。其中所述浸提溶液的純化通過如下方式進行：將CaCO3添加至所述浸提溶液中，通過向所述浸提溶液中添加稀NaOH溶液來將所述浸提溶液的pH調節到4.5至5.0，再向所述浸提溶液中添加NaSH，之后過濾所得的溶液。其中通過如下方式實現Co、Ni、Mn和Li中的每一種的回收：進行Mn、Co和Ni的各自提取，以在Ni提取步驟之后獲得僅含鋰的溶液，由此實現所述金屬相互完全分離。所述的廢粉末是將固體廢料切成適當尺寸的粉末，所述粉末首先被分配并煅燒以使電極活性材料與集電體分離，并且以使其他有機物質和隔板(separator)揮發。之后，將所得煅燒固體進行第二分配并通過特定重力分揀、磁性分揀等的組合進行分揀以得到期望的廢粉末。這種方法的不足之處在于工藝流程復雜，生產成本較高，特別是電池廢粉末制備采取煅燒，能耗高，廢氣污染，不利于環境保護，或者增加廢氣處理成本。

發明內容

本發明的目的在于公開一種能同時回收鎳、錳、鋰、鈷等多種金屬元素，回收產品純度高，工藝簡單，能耗低，無廢氣污染，廢水零排放的電池廢料制備硫酸鎳、錳、鋰、鈷及四氧化三鈷的方法及產品。