[發(fā)明專利]從廢舊鋅錳干電池正極材料中資源化回收錳的方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011140468.2 | 申請日： | 2020-10-22 |
| 公開（公告）號： | CN112259754B | 公開（公告）日： | 2022-08-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 詹路;許振明;任曉川 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué) |
| 主分類號： | H01M6/52 | 分類號： | H01M6/52;H01M6/06;C22B7/00;C22B47/00 |
| 代理公司： | 上海德禾翰通律師事務(wù)所 31319 | 代理人： | 夏思秋 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 廢舊 干電池 正極 材料 資源 回收 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種從廢舊鋅錳干電池正極材料中資源化回收錳的方法，包括如下步驟，首先采用硫酸鈉溶液對廢舊鋅錳干電池進行放電處理，達到安全電壓后手動拆解分離可得到含錳正極活性材料，而后采用酸+氧化劑體系對正極活性材料進行加壓資源化浸出。本發(fā)明不僅可以有效地資源化廢舊電池中的錳，同時，也將得到電池負極材料鋅皮。本發(fā)明采用酸+氧化劑體系對錳系電池材料進行酸浸，取得很好的回收效果，實現(xiàn)錳、鋅資源的回收利用，為電池綠色環(huán)保回收提供了一種新思路，具有回收效果好、運行成本低、對環(huán)境無污染等特點。本發(fā)明還公開了所述方法在從廢舊鋅錳干電池正極材料中資源化回收錳中的應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電子廢棄物中廢舊鋅錳干電池正極材料錳的資源化浸出技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種從廢舊鋅錳干電池正極材料中氧化浸出錳的方法。
背景技術(shù)
鋅錳電池具有成本低、原材料豐富、攜帶方便、加工方便等諸多優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于照明、通訊、醫(yī)療等相關(guān)領(lǐng)域中，在日常生活中隨處可見1。我國作為世界上最大的發(fā)展中國家，電池的生產(chǎn)和使用格局以一次性鋅錳電池為主，占我國電池消費總量的90％以上2。鋅錳電池屬于一次性電池，正極主要由碳棒、乙炔黑、石墨、二氧化錳(MnO2)、水錳石(MnOOH)等組成，活性物質(zhì)是二氧化錳或水錳石，負極則由鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Cd)等物質(zhì)組成，活性物質(zhì)是金屬鋅。3
我國電池產(chǎn)量以每年10％左右的速度在增長，而回收力度卻不足2％。電池中不僅含有大量的金屬元素，同時還含有隔膜、電解質(zhì)等各類有機物質(zhì)。2016 年以來，國家發(fā)改委、環(huán)保局相繼制定了多個法律法規(guī)，在明確回收責(zé)任主體的同時，也著力開展新能源汽車動力電池試點回收工作。目前對于廢舊電池的處理方式仍是以填埋為主，或者與生活垃圾混合焚燒，焚燒后填埋等形式，從而對水或大氣造成污染，甚至對人身健康造成危害4。另一方面，廢舊電池具有極高的經(jīng)濟價值，因其成分中含有大量的有價金屬，有些金屬的含量甚至比天然礦石中的金屬含量更高。如電池中的鋰、鈷、鎳、錳，若能夠回收利用，則會帶來顯著的經(jīng)濟效益。
目前國內(nèi)外廢棄電池的回收方法、工藝種類繁多。正極材料中有價金屬的回收是電池資源化的核心部分，主要的有價金屬集中在正極材料上，主要的回收方法包括火法處理、濕法處理和生物淋濾技術(shù)三種工藝5。
近年來，水熱處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于固體廢棄物的處理上，如污泥的處理處置，放射性廢物的固化，塑料垃圾的高值利用等。其方法高效環(huán)保且不產(chǎn)生二次污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決由于廢舊鋅錳干電池處理不當(dāng)造成的資源浪費和環(huán)境污染問題，提出了一種高效、綠色、環(huán)保的廢舊鋅錳干電池資源化回收錳的方法。在廢舊電池中錳得到高效回收的同時，鋅也得到較好的回收、再生及資源化處理。針對常壓條件下比較難浸出的含錳電池，利用水熱法的優(yōu)勢，本發(fā)明采用在水熱條件下浸出其中的錳元素。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是：
本發(fā)明提出了一種從廢舊鋅錳干電池正極材料中資源化回收錳的方法，其特點是鋅錳電池體積小，電量低，可采用硫酸鈉溶液對所述廢舊鋅錳干電池進行放電處理，達到安全電壓后手動拆解分離可得到含錳正極活性材料，而后采用酸+ 氧化劑體系對正極活性材料進行加壓資源化浸出，具體包括以下步驟：
(1)將廢舊鋅錳干電池正極材料粉末放入反應(yīng)釜中，加入酸溶液以及氧化劑構(gòu)成酸+氧化劑體系。
(2)啟動加熱裝置，進行反應(yīng)得到水熱液，然后抽濾，得到含錳的浸出液。
本發(fā)明步驟(1)之前還包括預(yù)處理步驟：采用硫酸鈉溶液對所述廢舊鋅錳干電池進行放電處理，達到安全電壓后手動拆解分離可得到含錳正極活性材料。
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