三元电池废料综合回收中制取萃前液的方法与流程
本发明涉及一种废旧电池的回收方法。
背景技术：
在废旧三元电池的钴、镍、锰、锂材料拆解回收过程中，现有技术采用以下方法：将废旧三元电池拆解得到废正极材料粉末，然后酸浸去除铜。进行除铁、除铝、除钙、除镁等操作，得到预提取液。
然后通过萃取分离形成硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴溶液，或者通过总萃取、总反应得到钴、镍、锰离子，得到钴、镍、锰的硫酸混合盐溶液。 所有钴、镍、锰、锂元素都必须通过萃取和反萃取工艺路线，萃取的金属离子总摩尔数决定了生产成本，从而导致制造成本高昂。
例如，中国专利公开号为一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的分离回收方法，公开日期为2019年11月29日。 本发明公开的技术是：一种从废旧镍钴锰锂离子电池中分离有价金属的方法。 该回收方法包括以下步骤：a． 废旧镍钴锰锂离子电池拆解、放电、破碎。 将破碎后的废电池片用酸和还原剂溶液浸出，得到浸出液； b. 渗滤液用有价值的金属碱溶液调节。 ph=1.5-2.5，升温至60-90℃，加入1-10倍量的镍粉除铜，反应10-30分钟，停止加热，加入过氧化氢或次氯酸钠将亚铁氧化为三价铁，然后加入价金属碱溶液调节溶液pH至4.2-4.5，以除去铁和铝。 反应时间为0.5-3h。 固液分离后得到含有镍、钴、锰、锂的除杂后溶液； C。 将稀释的p2O4用氢气处理。氧化锂溶液皂化后，萃取除去杂质的液体，将所有的镍、钴和锰萃取到p2O4上。 萃取剂用纯水洗涤，然后用硫酸反萃取。 萃余液是含有锂的溶液。 剥离液是镍、钴和锰的混合物。
技术实现要素：
本发明的目的是解决现有技术中钴、镍、锰、锂元素均需经过萃取和反萃取工艺路线，导致工艺复杂、生产成本高的问题。 通过水解，将钴、镍离子从除杂液中分离出来，除杂液中的锰、锂等离子不经过萃取过程，从而降低了制备预除杂液的方法的生产成本。三元电池废料综合回收中的提取液。
本发明的技术方案之一是：一种三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法。 其特点是，将废旧三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，除去铜、铁、铝后，得到除杂液，然后用氢氧化钠调节pH值，沉淀钴。将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物与镍离子分离，将其与溶液中的锂锰离子分离，然后将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物用硫酸溶解，用氟化物除去钙、镁离子，得到获得可用于制备电池级硫酸钴的预提取溶液。
本发明的技术方案之一是：一种三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法。 其特点是按如下方式进行：
A。 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液；
b. 用氢氧化钠调节除杂液的pH值至5.5-6.5，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，过滤洗涤，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物；
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物溶解在50-80%的硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液；
d. 用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物调节硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH至5.0-6.0，过滤，滤饼返回步骤c继续溶解；
e. 用氟化物去除滤液中的钙、镁离子；
F。 过滤并洗涤。 滤液为p204预提取液，进入p204杂质提取工序。
进一步地，所述氢氧化钠浓度为1-32%，优选为5-10%、25-31%、15-30%、20%液碱或固体氢氧化钠。
进一步地，硫酸的浓度为55-75%，优选60-70%，更优选65%。
进一步地，所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾中的一种或一种或多种的混合物。
另外，添加氟化物去除钙、镁离子需要添加物理氟化钠，其量为溶液中钙、镁离子总量的5-10倍，优选6-9倍，7-8倍。
进一步地，加入物理氟化钠后，控制反应时间为10-60分钟，优选15-55分钟、20-50分钟、25-45分钟、30-40分钟，反应温度控制为60-90℃。 ，优选65-85℃、70-80℃，以沉淀钙、镁离子。
由于本发明采用上述技术方案，解决了现有技术中钴、镍、锰、锂元素均需经过萃取和反萃取工艺路线，工艺复杂，生产成本高的问题。 通过水解方法，将钴离子和镍离子从除杂液中分离出来。 除杂液中的锰、锂等离子不经过萃取过程，简化了流程，三元废弃物综合回收成本降低28%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
详细方式
为了便于更清楚地理解本发明，下面结合图1对本发明进行进一步说明。 1 使用具体实施方式和示例。
实施例一：三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法是将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末通过酸浸去除铜、铁、铝。 然后用氢氧化钠调节pH值，将钴、镍离子沉淀成氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，与溶液中的锂锰离子分离，然后用硫酸分离氢氧化钴和氢氧化镍混合物。 溶解并用氟化物除去钙、镁离子，得到预萃取液，可用于制备电池级硫酸钴。
实施例2：三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法是利用废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末，经过酸浸去除铜、铁、铝，然后获得预提取溶液。 然后用浓度1-32%的氢氧化钠调节pH值，将钴、镍离子沉淀成氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，与溶液中的锂锰离子分离，然后分离钴氢氧化物和氢氧化镍。 将氢氧化镍混合物用浓度为55-75%的硫酸溶解，加入溶液中钙、镁离子总量5-10倍的物理氟化钠，控制反应时间为10-60分钟，控制将反应温度升至60-60 90℃，除去钙、镁离子，得到预萃取液，可用于制备电池级硫酸钴。
实施例3：三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法如下：
b. 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液；
b. 用氢氧化钠调节除杂液的pH值至5.5-6.5，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，过滤洗涤，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物；
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物溶解在50-80%的硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液；
d. 用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物调节硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH至5.0-6.0，过滤，滤饼返回步骤c继续溶解；
e. 用氟化物去除滤液中的钙、镁离子；
F。 过滤并洗涤。 滤液为p204预提取液，进入p204杂质提取工序。
进一步地，所述氢氧化钠浓度为1-32%，优选为5-10%、25-31%、15-30%、20%液碱或固体氢氧化钠。
进一步地，硫酸的浓度为55-75%，优选60-70%，更优选65%。
进一步地，所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾中的一种或一种或多种的混合物。
进一步地，添加氟化物去除钙、镁离子需要添加物理氟化钠，其量为溶液中钙、镁离子总量的5-10倍，优选6-9倍，7-8倍。
进一步地，加入物理氟化钠后，控制反应时间为10-60分钟，优选15-55分钟、20-50分钟、25-45分钟、30-40分钟，反应温度控制为60-90℃。 ，优选65-85℃、70-80℃，以沉淀钙、镁离子。
实施例1：一种三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，步骤如下：
A。 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液。
b. 在20m3反应釜中泵入15m3除杂液，用32%氢氧化钠调节pH值至6.0，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍混合物，用60m2自动板框压滤机过滤洗涤。 滤饼是氢氧化钴和氢氧化镍的混合物。
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物用80%的硫酸溶解在20m3反应器中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液。
d. 使用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物将硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH调节至5.0。 采用60m2自动板框压滤机过滤，滤饼返回步骤c继续溶解。
e. 将15m3硫酸钴和硫酸镍混合溶液泵入20m3反应釜中，加入溶液中钙、镁离子总量8倍的氟化物，保持反应温度60℃，反应50分钟，除去钙、镁离子。
F。 过滤并洗涤。 滤液作为p204萃取预液，进入p204杂质萃取工序。
实施例2：一种三元电池废料综合回收预提取液的制备方法，包括以下步骤：
A。 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液。
b. 在20m3反应釜中泵入15m3除杂液，用98%固体氢氧化钠调节pH值至5.8，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍混合物，用60m2自动板框压滤机过滤。 洗涤后，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物。
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物在20m3反应器中溶解在50%硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液。
d. 使用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物将硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH调节至5.5。 采用60m2自动板框压滤机过滤，滤饼返回步骤c继续溶解。
e. 将15m3硫酸钴和硫酸镍混合溶液泵入20m3反应釜中，按溶液中钙、镁离子总量的5倍添加氟化物，保持反应温度70℃，反应30分钟，除去钙、镁离子。
F。 过滤并洗涤。 滤液作为p204萃取预液，进入p204杂质萃取工序。
实施例3：一种三元电池废料综合回收预提取液的制备方法，包括以下步骤：
A。 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液。
b. 在20m3反应釜中泵入15m3除杂液，用15%氢氧化钠溶液调节pH值至6.2，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍混合物，用60m2自动板框压滤机过滤。 洗涤后，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物。
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物在20m3反应器中溶解在70%硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液。
d. 使用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物将硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH调节至5.2。 采用60m2自动板框压滤机过滤，滤饼返回步骤c继续溶解。
e. 将15m3硫酸钴和硫酸镍混合溶液泵入20m3反应器中，加入溶液中钙、镁离子总量10倍的氟化物，保持反应温度80℃，反应60分钟，除去钙、镁离子。
F。 过滤并洗涤。 滤液作为p204萃取预液，进入p204杂质萃取工序。
实施例4：一种三元电池废料综合回收预提取液的制备方法，包括以下步骤：
A。 将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液。
b. 在20m3反应釜中泵入15m3除杂液，用10%氢氧化钠溶液调节pH值至6.1，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍混合物，用60m2自动板框压滤机过滤。 洗涤后，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物。
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物在20m3反应器中溶解在60%的硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液。
d. 使用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物将硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH调节至5.5。 采用60m2自动板框压滤机过滤，滤饼返回步骤c继续溶解。
e. 将15m3硫酸钴和硫酸镍混合溶液泵入20m3反应釜中，按溶液中钙、镁离子总量的6倍添加氟化物，保持反应温度70℃，反应45分钟，除去钙、镁离子。
F。 过滤并洗涤。 滤液作为p204萃取预液，进入p204杂质萃取工序。
本发明的相关实验数据如下：
表1本发明相关检测数据表
本发明上述实施例解决了现有技术中钴、镍、锰、锂元素均需经过萃取和反萃取工艺路线，工艺复杂，生产成本高的问题。 通过水解方法，将钴离子和镍离子从除杂液中分离出来。 除杂液中的锰、锂等离子不经过萃取过程，简化了流程，三元电池废弃物综合回收成本降低28%。 。
以上所述仅为本发明的示意性实施例而已，并不以任何形式或实质限制本发明。 需要指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明方法的前提下，所作的任何改进和补充也应当视为本发明的保护范围。 对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以利用以上所公开的技术内容做出细微的变化、修改和演变，这些都是本发明的等同实施例； 同时，任何基于本发明的本质技术对上述实施例所做的等同变化、修改和演变，均属于本发明的保护范围。
技术特点：
1、一种三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：首先将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉进行酸浸，去除铜、铁和铝。 得到除杂液，然后用氢氧化钠调节pH值，将钴、镍离子沉淀成氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，与溶液中的锂锰离子分离，然后将氢氧化钴和镍分离氢氧化物混合物。 用硫酸溶解，用氟化物除去钙、镁离子，得到预萃取液，可用于制备电池级硫酸钴。
2、三元电池废料综合回收中的预萃取液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液；
b. 用氢氧化钠调节除杂液的pH值至5.5-6.5，沉淀出氢氧化钴和氢氧化镍的混合物，过滤洗涤，滤饼为氢氧化钴和氢氧化镍的混合物；
C。 将氢氧化钴和氢氧化镍的混合物溶解在50-80%的硫酸中，形成硫酸钴和硫酸镍的混合溶液；
d. 用氢氧化钴和氢氧化镍的混合物调节硫酸钴和硫酸镍混合溶液的pH至5.0-6.0，过滤，滤饼返回步骤c继续溶解；
e. 用氟化物去除滤液中的钙、镁离子；
F。 过滤并洗涤。 滤液为p204预提取液，进入p204杂质提取工序。
3.根据权利要求1或2所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：
氢氧化钠的浓度为1-32％，或固体氢氧化钠。
4.根据权利要求3所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：
氢氧化钠的浓度为15-30%。
5.根据权利要求4所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：
氢氧化钠的浓度为20%。
6.根据权利要求1或2所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：
所述氟化物为氟化钠、氟化铵、氟化钾中的一种或混合物。
7.根据权利要求1或2所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：
添加氟化物去除钙、镁离子的方法是添加物理氟化钠，添加量为溶液中钙、镁离子总量的5-10倍，优选6-9倍，7-8倍。
8.根据权利要求7所述的三元电池废料综合回收中预萃取液的制备方法，其特征在于：添加氟化物对钙、镁离子的去除量是水中钙、镁离子总量的6倍。溶解的溶液。 - 添加真正的氟化钠 9 次。
9.根据权利要求8所述的三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，其特征在于：添加氟化物去除钙镁离子为钙镁离子总量的7%在溶解的溶液中。 -添加真正的氟化钠8次。
10.根据权利要求7-9任一项所述的三元电池废料综合回收中预萃取液的制备方法，其特征在于：加入物理氟化钠后，控制反应时间为10-60分钟，优选15-55分钟、20-50分钟、25-45分钟、30-40分钟，控制反应温度至60-90℃，优选65-85℃、70-80℃，使钙沉淀，镁离子。
技术总结
三元电池废料综合回收中预提取液的制备方法，涉及电池废料的回收利用方法。 首先，将废三元电池拆解得到的废三元电池材料粉末进行酸浸，去除铜、铁、铝，得到除杂液。 然后用氢氧化钠调节pH值，使钴和镍离子沉淀到溶液中，使氢氧化钴和氢氧化镍的混合物与溶液中的锂锰离子分离，然后用硫酸溶解氢氧化钴和氢氧化镍的混合物。 ，用氟化物除去钙、镁离子，得到电池级硫酸钴。 预提取液。 它解决了现有技术中钴、镍、锰、锂元素全部必须经过萃取和反萃取工艺路线，导致工艺复杂、生产成本高的问题。 通过水解方法，将钴离子和镍离子从除杂液中分离出来。 除杂液中的锰、锂等离子不经过萃取过程，简化了流程，三元电池废弃物综合回收成本降低28%。 。
技术研发人员：刘训兵； 欧阳建军; 刘凡凡； 吴三木； 赵祥平; 董雄武; 张超文; 周群成; 罗春; 陈三贤
受保护技术使用者：湖南金源新材料有限公司
技术研发日：2019.12.28
技术公告日期：2020年4月21日