[發明專利]一種三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法

在審

• 申請號: 202110009950.0
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112853105A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王海軍;唐明照
• 申請（專利權）人: 南通北新新能源科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B23/00;C22B47/00;H01M10/54
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 周新亞

1.一種三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：硫酸還原溶解；

步驟2：除鐵鋁；

步驟3：除鈣鎂；

步驟4：萃取除銅；

步驟5：萃取除鋅；

步驟6：鈷鎳錳同步萃取。

2.根據權利要求1所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，所述步驟1：硫酸還原溶解，具體如下：

11)在酸溶解反應槽內加入一定量的清水或者洗渣水，開啟攪拌后，投入廢正極料，控制反應槽內的固液比在1:4～1:6之間；

12)緩慢加入硫酸，控制pH在2.0～3.0之間，蒸汽升溫至75～85℃之間；

13)加入還原劑至氧化還原電位在250mv以下；

14)在加入還原劑的同時，保持pH在2.5～3.0范圍內、溫度在75～85℃之間，反應6～12小時；

15)固液分離，濾液進入除鐵鋁工序，濾渣使用清水洗滌；

16)渣洗滌：固液在1:3～1:4之間，洗滌溫度40～50℃，洗滌時間2～3小時，二次逆流洗滌，把渣中夾帶水相中鎳鈷錳出來，洗渣水返回溶解工序。

3.根據權利要求2所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，所述步驟2：除鐵鋁，具體如下：

21)把溶解工序生產酸溶解液打入除鐵鋁反應槽，蒸汽加溫至75～85度之間，根據二價鐵量的0.35～0.5倍加入氧化劑；

22)保持溫度在75～85度之間，加入10％的純堿液或10％的氫氧化鈉液調pH至4.0～4.5之間，堿液流速在0.1～0.2m³/H；

23)固液分離，濾液進入除銅鋅工序，濾渣使用0.1～0.2mol/L硫酸洗滌；

24)渣洗滌：固液在1:3～1:4之間,洗滌溫度50～60℃，洗滌的pH在2.5～3.0之間，三次逆流洗滌，把渣中夾帶水相中鎳鈷錳及共沉淀的鎳鈷錳洗滌出來，洗渣水返回溶解工序。

4.根據權利要求3所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，步驟3：除鈣鎂，具體如下：

31)把除鐵鋁工序產生的濾液打入除鈣鎂反應槽內，升溫到85～90度之間；

32)根據鈣、鎂總量的20～30倍加入氟化鈉，反應1小時；

33)固液分離，濾液進入萃銅工序，濾渣使用0.1～0.2mol/L硫酸洗滌；

34)渣洗滌：固液在1:3～1:4之間,洗滌溫度50～60℃，洗滌的pH在2.5～3.0之間，三次逆流洗滌，把渣中夾帶水相中鎳鈷錳及共沉淀的鎳鈷錳洗滌出來，洗渣水返回溶解工序。

5.根據權利要求3或4所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，所述步驟4：萃取除銅，具體如下：

41)配制10％～20％體積濃度的N902銅萃取劑；

42)萃取槽各功能段分布：萃取段4級、洗滌段2級、反萃4級；

43)萃銅：有機與水相的相比在1:3～1:8之間，萃取體系溫度40～50℃，進行萃銅，控制萃銅后溶液銅含量在0.0005g/L以下，萃銅后的溶液進入萃鋅工序；

44)萃銅用萃取劑再生：萃銅后的負載有機使用0.2～0.4mol/L的稀硫酸洗滌、之后再用1.8～2.2mol/L的硫酸反萃，使銅萃取劑再生。

6.根據權利要求5所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，步驟5：萃取除鋅，具體如下：

51)配制25％～30％體積濃度的P507萃取劑；

52)萃取槽各功能段分布：萃取段8級、洗滌段6級、反萃段6級；

53)使用32％的液堿溶液對有機進行皂化，皂化率控制在30％～35％；

54)萃鋅：有機與水相的相比在1:3～1:8之間，萃取溫度40～50℃，進行萃鋅，控制萃鋅后溶液鋅含量在0.0005g/L以下，萃鋅的溶液進入鈷鎳錳同萃工序；

55)萃鋅用萃取劑再生：萃鋅后的負載有機使用0.5～1.0mol/L的硫酸洗滌，之后再使用2.0～2.5mol的硫酸進行反萃，使萃取劑再生。

7.根據權利要求6所述的三元電池正極廢料中鈷鎳錳同步分離方法，其特征在于，步驟6：鈷鎳錳同步萃取，具體如下：

61)配制30％～40％體積濃度的P204萃取劑；

62)萃取槽各功能段分布：萃取段12級、洗滌段10級、反萃段8級；

63)使用32％的液堿溶液對有機進行皂化，皂化率控制在50％～60％；

64)鎳鈷錳同萃：有機與水相的相比在3:1～5:1之間，萃取溫度在40～50℃之間，進行三元素共萃；

65)萃取劑再生：萃取鈷鎳錳后的負載有機使用0.5～1.0mol/L的硫酸洗滌，之再使用2.0～2.5mol的硫酸進行反萃，反萃后得到純凈的鎳鈷錳混合溶液，作為合成三元前驅體的原料使用，同時萃取劑得到再生。