专利名称：一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法
技术领域：
本发明涉及一种废旧电池的回收方法，特别涉及一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法。
背景技术：
镍镉电池的正极活性物质为氢氧化镍，添加石墨或镍粉以增加其导电性。负极活性物质为海绵状金属镉，电解液为氢氧化钾或氢氧化钠水溶液，采用聚酰胺无纺布作隔离层，外壳为塑料或镀镍钢壳。镍镉电池含有大量的金属元素（每千克废电池含Ni 116 556g、Cd 11 173g、K 14 35g等）。废旧镍镉电池中的主要有害物质为镉，其次为镍、钴。这些有害重金属主要通过填埋或随城市垃圾焚烧进入环境。高浓度的镉不仅会引起植物生长发育停滞，还会使其在生物体内残留或蓄积，最终通过食物链进入人体，危害人类健康。 镉在人体内半衰期为6-18年，其毒性作用具有累积性。镍的毒性仅次于镉，但大于铅，镍对人体健康和环境的危害不容忽视。镍镉废电池若处理不当，会对环境造成严重的污染。如果能将废旧镍镉电池回收利用，既可以节约有限的资源，又可以避免对环境造成污染。我国是缺镉国家，发展镍镉电池回收技术就显得更加重要。现有的废旧镍镉电池回收处理技术主要有火法冶金和湿法冶金，有些处理技术是采用两步中的一步，如纯湿法冶金或纯火法冶金。 湿法冶金的原理是利用废旧镍镉电池中的金属及其化合物能溶于酸性、碱性溶液或一定的溶剂中形成溶液，再通过各种处理，如选择性浸出、化学沉淀、电解、溶剂萃取、置换等手段，回收其中的有价值金属，从而减少废旧镍镉电池对环境的污染。
火法冶金是将废旧镍镉电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解、挥发和凝结的过程。火法冶金包括常压冶金和真空冶金两种方法。镉的沸点比铁、钴和镍低得多，因此可将预处理后的废旧镍镉电池在还原剂（氢气、焦炭等）存在下加热到900-1000℃，使金属镉以蒸气形式存在，然后将镉蒸气（在喷淋水浴、蒸馏器等设备中）凝结回收镉，铁和镍则以铁镍合金形式回收。 例如日本关西触媒化学公司将废旧镍镉电池在900～1200℃氧化焙烧，分离成镍渣和氧化镉精矿，实现了镉、镍、铁的资源化回收。真空冶金蒸馏法是利用物质的汽化温度随压力升高而降低的原理实现的，金属镉在常压下沸点为765℃，0.1MPa时沸点为250℃，而镍的沸点高达2920℃，即使降低气压，其汽化温度仍远高于镉，因此可以将Cd和Ni分离。该方法优点是产率高、纯度高，对环境影响小，缺点是设备投资高，国内尚无厂家采用此法实现镉、镍的旧收集。 火法冶金工艺相对简单，难以得到高价值的回收产品，而且能耗很大，因而从经济性角度和资源回收角度考虑也存在不完善的地方。中国专利（申请号2.1）提出在加压工业纯氧条件下，用硝酸浸出镍镉废电池正负极混合材料。
中国专利（申请号2.1）提出了一种从废旧镍镉电池中回收镉和镍的方法，是将废旧镍镉电池简单拆开，然后放入密闭高温炉中，蒸馏、冷凝回收金属镉锭，剩余物质用硫酸、双氧水体系浸出，得到的浸出液除铁后用P507萃取分离，最后用水合肼还原含镍萃余液制备超细镍粉。第一项专利是在压力下浸出，浸出设备复杂，设备投资较大。第二项专利是采用火法冶金工艺回收镉，整个回收工艺路线很长，设备投资也很大。
发明内容
本发明的目的是提供一种简单的从废旧镍镉电池中回收镉的方法。本发明所采用的技术方案是：
一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法，包括以下步骤：
1)将废旧镍镉电池破碎、磁选筛选，筛下粉末放入溶解锅；
2）按每份粉料加入水1000-5000L、氢离子5000L、氧化剂6000L，将水、无机强酸、氧化剂加入溶解釜中，搅拌，加热至50-100℃，浸泡1-3小时，取浸出液；
3)向渗滤液中加入碱性化合物，调节渗滤液pH值为3.5，除铁，固液分离；
4)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体或加入水溶性硫化盐使镉元素沉淀。无机强酸有硫酸、盐酸、硝酸等，氧化剂为双氧水、碱金属氯酸盐、碱金属过硫酸盐等，碱性化合物优选为废镍氢氧化物、氢氧化钠、碳酸钠等，水溶性硫化盐优选为硫化钠、硫化钾。本发明的回收方法简单易操作，能耗低，镉回收率高，设备投资少，经济效益高，是一种环保、易操作的废镍镉电池镉回收工艺，回收的硫化镉可直接用于生产加镉球形镍氢氧化物。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，本发明的工艺流程如图1所示，一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法，包括以下步骤：
1)将废旧镍镉电池破碎、磁选筛选，筛下粉末放入溶解锅；
2）按每份粉料加入水1000-5000L、氢离子5000L、氧化剂6000L，将水、无机强酸、氧化剂加入溶解釜中，搅拌，加热至50-100℃，浸泡1-3小时，取浸出液；
3)向渗滤液中加入碱性化合物，调节渗滤液pH值为3.5，除铁，固液分离；
4）固液分离后，向浸出液中通入H2S气体或加入水溶性硫化盐，使镉元素沉淀。无机强酸有硫酸、盐酸、硝酸等。氧化剂有过氧化氢、碱金属氯酸盐、碱金属过硫酸盐等。
碱性化合物优选为废镍氢氧化物、氢氧化钠、碳酸钠。水溶性硫化盐优选为硫化钠、硫化钾。本发明首先将废镍镉电池进行机械粉碎，通过磁选筛选选出钢壳颗粒。选出的钢壳颗粒经洗涤后可回收用于冶炼不锈钢，筛下粉末采用本发明方法处理，回收其中的镉。以下实施例中的粉末，如无特别说明，均指上述磁选筛选后的筛下粉末。实施例1
1)将粉体投入溶解釜，加5000L水、1%硫酸、1%氧化剂氯酸钠，加热至50℃，搅拌浸泡3小时，取浸出液；
2)加入废氢氧化镍，调节浸出液pH为3.5，除铁，固液分离；
3)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素析出，经检测，镉的回收率为99.8%。 实施例2
1)将粉体投入溶解釜，加入3000L水、1%盐酸、1%氧化剂H2O2，加热至80℃，搅拌浸泡1小时，取浸出液；
2)加入氢氧化钠溶液调节浸出液pH为5，除铁，固液分离；
3)在固液分离后的浸出液中加入硫化钠，使镉元素沉淀出来，经检测，镉的回收率为99.5%。实施例3
1)将粉体投入溶解釜，加水4500L，1%硫酸，1%氧化剂过硫酸钠，加热至60℃，搅拌浸泡2小时，取浸出液；
2)加入碳酸钠调节浸出液的pH为3，除铁，固液分离；
3)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素析出，经检测，镉的回收率为99.9%。 实施例4
1)将粉末投入溶解釜，加入2000L水、硫酸、氧化剂H2O2，升温至70°C，搅拌浸泡2. 5小时，取浸出液；
2)加入废氢氧化镍，调节浸出液pH为4，除铁，固液分离；
3)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素析出，经检测，镉的回收率为100.0%。 实施例5
1)将1000公斤粉末投入溶解釜中，加入水、硝酸、氧化剂H2O2，升温至100°C，搅拌浸泡1. 5小时，取浸出液；
2)加入废氢氧化镍，调节浸出液pH为4.5，除铁，固液分离；
3)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素析出，经检测，镉的回收率为99.2%。 实施例6
1)将粉体投入溶解釜，加入2000L水、1%硫酸、1%氧化剂次氯酸钠，升温至80℃，搅拌浸泡1.5小时，取浸出液；2)加入废氢氧化镍，调节浸出液pH为4.5，除铁，固液分离；
3)固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素析出，经检测，镉的回收率为99.0%。 实施例7
1)将粉体投入溶解釜，加2000L水、1%硫酸、1%氧化剂次氯酸，加热至70℃，搅拌浸泡2小时，取浸出液；
2)加入废氢氧化镍，调节浸出液pH为4，除铁，固液分离；
3）固液分离后，向浸出液中通入H2S气体，使镉元素沉淀出来，经检测，镉的回收率为99.4%。将得到的镉沉淀物溶解于热硫酸中，得到硫酸镉溶液，可直接用于生产加镉球形氢氧化镍。
权利请求
一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法，包括以下步骤：1）将废旧镍镉电池破碎，磁选过筛，筛下粉末放入溶解釜；2）将水、无机强酸、氧化剂按每块粉末1000～5000L、氢离子5000～1000L、氧化剂6000～1000L的比例加入溶解釜中，搅拌，升温至50～100℃，浸泡1～3小时，取浸出液；3）向浸出液中加入碱性化合物，调节浸出液的pH值为3～5，除铁，固液分离；4）固液分离后的浸出液中通入H2S气体或加入水溶性硫化盐，使镉元素沉淀出来。
2.根据权利要求1所述从废旧镍镉电池中回收镉的方法，其特征在于：所述无机强酸包括硫酸、盐酸、硝酸。
3.根据权利要求1所述的从废旧镍镉电池中回收镉的方法，其特征在于：所述的氧化剂包括过氧化氢、碱金属氯酸盐、次氯酸、次氯酸盐或碱金属过硫酸盐。
4.根据权利要求1所述的从废旧镍镉电池中回收镉的方法，其特征在于：所述的碱性化合物包括废氢氧化镍、氢氧化钠和碳酸钠。
5.根据权利要求1所述的一种从废旧镍镉电池中回收镉的方法，其特征在于：所述的水溶性硫化盐包括硫化钠和硫化钾。
全文摘要
本发明公开了一种废旧镍镉电池中镉的回收方法，包括以下步骤：将废旧镍镉电池粉碎，经磁选筛选，筛下粉末放入溶解釜；向溶解釜中加入水、无机强酸、氧化剂搅拌，升温至50～100℃，浸泡1～3小时，取浸出液；向浸出液中加入碱性化合物，调节浸出液pH为3～5，除铁，固液分离；向固液分离后的浸出液中通入H2S气体或加入水溶性硫化盐，使镉元素沉淀出来。本发明的回收方法简单易操作，能耗低，镉回收率高，设备投资少，经济效益高，是一种环保、易操作的废旧镍镉电池镉回收工艺。 回收的硫化镉可直接用于生产加镉球形氢氧化镍。
文件编号C22B7/
公开日期 2010 年 11 月 17 日 申请日期 2010 年 7 月 28 日 优先权日期 2010 年 7 月 28 日
发明人：刘华丽、田吉平、苏俊燕 申请人：江门市昌友实业有限公司