[發(fā)明專利]一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法

有效

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• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110669933B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張臻;陳亮;周曜;胡澤星;顧才國;范學智;周鑫柱;趙鑫宇
• 申請（專利權(quán)）人: 金馳能源材料有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B21/00;C22B23/00;C22B47/00;C22B1/00;H01M10/54
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 李瓊芳;肖小龍

本發(fā)明提出了一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法，屬于溶液凈化技術(shù)領(lǐng)域。一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法，包括以下步驟：分離、破碎、篩選廢舊鋰離子電池的集流體；酸溶集流體，得到含鋁溶液；含鋁溶液加入到含氟的鎳鈷錳溶液除氟，得到含氟渣和除氟后的鎳鈷錳溶液。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，除氟后的鎳鈷錳溶液中氟離子及鋁離子濃度均小于0.01g/L；含氟渣中鎳鈷錳含量均低于0.5%；通過利用溶解集流體得到的含鋁溶液去除鎳鈷錳溶液的氟，實現(xiàn)鋰離子電池回收時集流體和電池正極材料的并線處理，縮短回收流程，節(jié)約回收成本；鎳鈷錳溶液除氟后，進入到后續(xù)工藝流程，對設(shè)備基本沒有腐蝕。而且，除氟后的鎳鈷錳溶液含鋁量極低，整個除氟過程沒有引入鋁雜質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及溶液除雜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池誕生于20世紀90年代，由于具有能量密度高、循環(huán)壽命長、安全環(huán)保的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在新能源汽車、通信基站、手機、筆記本電腦、照相機等領(lǐng)域。隨著新能源產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)生的三元鎳鈷錳氫氧化物電池數(shù)量不斷激增，電池材料的回收利用迫在眉睫。在廢舊動力蓄電池回收鎳鈷錳的過程中，由于前處理過程正極粉與集流體分離不徹底以及收集存儲運輸過程中造成的污染，在濕法提取鎳鈷錳時必須除去溶液中的銅、鐵、鋁、鈣、鎂等雜質(zhì)離子。目前，除鈣鎂的方法有溶劑萃取法和化學沉淀法。

溶劑萃取法除鈣鎂工藝通常采用P204萃取除鈣、P507萃取鈷以及P507萃取除鎂。該工藝具有產(chǎn)品品質(zhì)好的優(yōu)點，所產(chǎn)出的硫酸鎳、硫酸鈷及硫酸錳可直接用于合成三元前驅(qū)體。但也存在諸多問題，比如：（1）鎳鈷錳分別分離回收，工藝流程長，投資和生產(chǎn)成本高；（2）萃取過程產(chǎn)生鈣鎂反萃液以及有機洗滌液等，廢水量大；（3）在單獨回收硫酸錳的過程中仍需采用氟化物除鈣。

化學沉淀法工藝采用氟化物與鈣鎂離子生成難溶氟化物沉淀，然后過濾除去。該工藝無需將鎳鈷錳單獨分離回收，具有工藝流程短，投資及生產(chǎn)成本低，無廢水產(chǎn)生的優(yōu)點，但所得的鎳鈷錳溶液氟離子含量較高，只能通過與其他鎳鈷錳溶液摻混的方式用于合成三元前驅(qū)體。

因此，無論是溶劑萃取法還是化學沉淀法，在用氟化物除鈣鎂的過程中，均會在鎳鈷錳溶液中引入大量氟離子。這將直接影響回收得到的鎳鈷錳混合物作為三元前驅(qū)體原料時的品質(zhì)。且溶液中高濃度的氟離子對設(shè)備腐蝕性較大，影響設(shè)備壽命，產(chǎn)生的含氟廢水處理成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)中濕法回收廢舊鋰離子電池材料時，鎳鈷錳溶液中氟離子含量高，回收得到的鎳鈷錳混合物不能大量用于制備三元前驅(qū)體，且溶液中氟離子對設(shè)備腐蝕性大的技術(shù)問題，提供一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法。

本發(fā)明的解決方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供一種去除鎳鈷錳溶液中氟的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）分離、破碎、篩選廢舊鋰離子電池的集流體；

（2）往反應(yīng)槽A中加入純水，然后投入步驟（1）得到的集流體，攪拌，緩慢加入濃硫酸至集流體完全溶解，并控制終點pH值為2~4，停止攪拌，靜置10~30min后壓濾，得到酸浸渣和含鋁溶液；

（3）將含氟的鎳鈷錳溶液加入反應(yīng)槽B中，加熱至30~60℃，攪拌，緩慢加入一定量的步驟（2）得到的含鋁溶液以及堿，控制反應(yīng)過程中的pH值始終為4～6；反應(yīng)結(jié)束后固液分離，得到含氟渣和除氟后的鎳鈷錳溶液。

進一步的，

所述集流體是指回收廢舊鋰離子電池產(chǎn)生的鋁粉、鋁粒、鋁片等不同形態(tài)的金屬鋁；

進一步的，

所述含氟的鎳鈷錳溶液是濕法回收動力蓄電池、三元正極廢料、三元前驅(qū)體廢料或者含鎳鈷錳廢料時，采用氟化物除鈣鎂后的硫酸鎳鈷錳溶液。

進一步的，