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一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法

  发布时间:2022-05-18 20:31:09 来源:fun88入口
  

  声明:,,,。概况

  《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》是湖南邦普循环科技有限公司于2012年1月9日请求的专利,该专利的请求号为69,发布号为CN102534223A,授权发布日为2012年7月4日,创造人是李达飞、谭群英、唐红辉、蒋快良。

  《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》揭露了一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,所述有价金属为镍、钴、锰、铜、铁中的几种。该办法以废旧锂离子电池为质料,经过烘干、过筛、磁选、浸出、除杂、结晶等进程收回镍钴锰铜铁等有价金属。该创造的办法处理本钱低,镍钴锰铜铁的收回率高,可发生较大的经济效益和社会效益。

  2018年12月20日,《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》取得第二十届中国专利优秀奖。

  1、焙烧法。将手艺拆分废旧锂离子电池得到的正极资料投入焙烧炉复原焙烧,复原出金属钴和氧化锂,氧化锂被蒸出收回,金属钴与铝制成含碳合金,然后对此合金进行别离提取出钴盐、镍盐等,可是此办法能耗太大。

  2、浮选电解法。将手艺拆分废旧锂离子电池得到的正极活性物质进行热处理,用火油和甲基异丁基甲醇(MIBC)泡沫浮选别离出正极资料;将正极资料酸溶净化后电解得金属钴,此办法会耗费很多的火油和浮选药剂,加工本钱高,且此类药剂会影响后续除杂净化工艺的进行,未能用于工业化出产。

  3、到2012年1月较老练工业化的办法为:将废旧锂离子电池燃烧除掉有机物,破坏挑选出大部分铁和少部分铜,然后用液碱除铝后加酸和双氧水或亚硫酸钠做复原剂浸出有价金属,化学法开始除杂,萃取除杂别离镍钴,结晶得镍产品、钴产品。此办法缺陷有三:1)挑选的大部分铁和少部分铜中含2%以上的镍、钴、锰,导致镍钴锰的收回率低;2)此办法电池中的铝和未选出的大部婚恋嚷分铜会耗用很多的辅料,导致本钱高;3)浸出进程中加双氧水或亚硫酸钠做复原剂,增加了制作本钱。

  《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》揭露了一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,该方道棕页碑法镍钴锰铜铁的收回率高,出产费用低,并可得到优质硫磺副产品。

  《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》揭露的一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,所述有价金属为镍、钴、锰、铜、铁中的几种,其特征在于包含如下进程:

  (1)将废旧锂离子电池在回转窑中150-350摄氏度条件下烘干,所述废旧锂离子电池中有价金属镍、钴、锰、铜、铁、铝的质量百分含量别离为:镍0~15.8%,钴0~17.6%,锰0~14.3%,铜5.0~25.0%,铁0~30.0%,铝5.0~25.0%,废旧锂离子电池订求促中镍、钴、锰、铜、铁、铝总质量百分含量小于90%;

  (2)烘干后的废旧锂离子电池破坏过筛得到筛上物和筛下物,电池破坏可选择过20~120目规范筛;

  (3)对筛上物磁选得到铁渣和非磁性物,所得铁渣的中铁、镍、钴、锰、铜、铝的质量百分含量别离为:铁68.0%~90.0%,镍0%~2.0%,钴0%~2.0%,锰0%~2.0%,铜0~2.0%,铝0~1.0%,铁渣中的铁、镍、钴、达腊趋锰、铜、铝总质量百分含量小于或等于99%,所得非磁性物首要包含铜、铝和少数锂离子电池正极资料。非磁性物中铜,铝,镍,钴的质量含量如下:铜10.0%~40.0%,铝5.0%~20.0%,镍0%~25.0%,钴0%~20.0%。非磁性物中铜,铝,镍,钴的总质量百分含量小于100%。

  (4)硫酸铵浸出非磁性物得到一次浸出液和铜铝渣,其浸出条件优选为:硫酸铵浓度可为4.0~6.5摩尔/升,液固比4∶1~15∶1,反响温度为65摄氏度~115摄氏度,反响时间为0.5~5.0小时,所得铜铝渣中铜、铝、镍、钴和锰的质量百分含量别离为:铜39.0%~58.0%,铝10.0%~36.0%,镍0%~2.0%,钴0%~2.0%,锰0%~15.0%。铜铝渣中铜铝镍钴锰的总质量百分含量小于100%;

  (5)向一次浸出液中通入硫化氢得硫化物沉积和硫酸铵溶液,硫酸铵溶液可回来进程(4)循环运用,所述硫化物沉积可认为镍钴辩厦铜等混合硫化物沉积,其镍、钴、铜、硫质量百分含量别离为:镍0%~20.0%,钴0~35.0%,铜0~15.0%,硫20.0%~耻循弃30.0%。镍钴铜混合硫化物中镍、钴、铜和硫总质量百分含量小于等于100%。;

  (6)将硫化物沉积与进程(2)所得筛下物混合后参加硫酸浸出得二次浸出液和硫碳渣,优选地,硫化物沉积与筛下物的质量比为0.3~0.6∶1,所加硫酸浓度为1.0~4.0摩尔/升,液固比为4∶1~30∶1,反响温度为65~95摄氏度,对所述硫碳渣在119摄氏度~150摄氏度温度下热压滤得硫磺和碳粉;

  (8)萃取法对进程(7)的二次浸出液进行除杂,所述萃取法除杂首要用P204或P507萃取进程(7)的溶液除掉其间钠、锂、氟离子,得净化后的硫酸镍或硫酸钴或硫酸锰或其混合溶液。

  (1)用硫酸铵选择性浸出磁选后非磁性物质中的镍钴,非磁性物质中的镍、钴质量百分含量别离降到0%~2.0%,0%~2.0%,大大提高了镍、钴的收回率;

  (2)镍钴铜硫化物混合物与筛下物混合浸出,运用了镍钴铜硫化物的复原性,从而在筛下物浸出时不需另加复原剂,节约浸出本钱;

  《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》归于湿法冶金和废旧资源循环运用范畴,详细触及废旧锂离子电池的开始别离及净化技能。

  1.一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,所述有价金属为镍、钴、锰、铜、铁中的几种,其特征在于包含如下进程:

  (4)硫酸铵浸出非磁性物得到一次浸出液和铜铝渣,硫酸铵浓度为4.0~6.5摩尔/升,液固比4:1~15:1,反响温度为65摄氏度~115摄氏度,反响时间为0.5~5.0小时;

  (6)将硫化物沉积与进程(2)所得筛下物混合后参加硫酸浸出得二次浸出液和硫碳渣,硫化物沉积与筛下物的质量比为0.3~0.6:1,所加硫酸浓度为1.0~4.0摩尔/升,液固比为4:1~30:1,反响温度为65摄氏度~95摄氏度;

  (7)化学法开始除掉二次浸出液中铁、铝和铜,即首先用铁粉除铜,然后用氯酸钠氧化溶液中亚铁后用NaOH、Na

  2.依据权利要求1所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:进程(5)中硫酸铵溶液回来进程(4)循环运用。

  3.依据权利要求1所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:对所述进程(6)的硫碳渣热压滤得硫磺和碳粉。

  4.依据权利要求3所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:所述热压滤温度为119摄氏度~150摄氏度。

  5.依据权利要求1所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:废旧锂离子电池中有价金属镍、钴、锰、铜、铁、铝的质量百分含量别离为:镍0~15.8%,钴0~17.6%,锰0~14.3%,铜5.0~25.0%,铁0~30.0%,铝5.0~25.0%,废旧锂离子电池中镍、钴、锰、铜、铁、铝总质量百分含量小于90%。

  6.依据权利要求1所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:进程(3)所得铁渣的中铁、镍、钴、锰、铜、铝的质量百分含量别离为:铁68.0%~90.0%,镍0%~2.0%,钴0%~2.0%,锰0%~2.0%,铜0~2.0%,铝0~1.0%,铁渣中的铁、镍、钴、锰、铜、铝总质量百分含量小于或等于99%。

  7.依据权利要求1所述从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法,其特征在于:进程(4)所得铜铝渣中铜、铝、镍、钴和锰的质量百分含量别离为:铜39.0%~58.0%,铝10.0%~36.0%,镍0%~2.0%,钴0%~2.0%,锰0%~15.0%,铜铝渣中铜铝镍钴锰的总质量百分含量小于100%。

  取型号为18650的废旧钴酸锂电池183.09克,于回转窑中350摄氏度烘干30分钟,破坏过120目规范筛,筛上物经磁选别离出铁渣36.53克和剩下非磁性物65.76克及,筛下物为56.33克。各组分含量如下表1:

  非磁性物经6.0摩尔/升硫酸铵溶液液固比10∶1,95摄氏度浸出3小时,过滤后得铜铝渣39.55克和一次浸出液。铜铝渣可用做铜冶金工业质料,铜铝渣中各金属元素含量如下表2:

  在一次浸出液中通入硫化氢沉积钴铜,得到钴铜混合硫化物22.75克。钴铜混合硫化物和筛下物混合配料后,在85摄氏度条件下,按液固比5∶1参加2摩尔/升硫酸,反响2小时,压滤得二次浸出液和硫碳渣,硫碳渣经两次水洗,烘干称重为13.6克,剖析其间钴、镍、锰含量别离为0.07%,0.01%,0.02%,硫碳渣烘干后加热至130摄氏度,压滤,得到硫磺8.3克和碳粉渣。二次浸出液430mL,剖析其间各金属元素含量如下表3:

  二次浸出液用铁粉除铜后过滤。除铜后液用氯酸钠氧化溶液中亚铁后参加10%碳酸钠溶液调理pH值至4.5除铁铝,过滤。除铁铝后液用NH4F除钙镁。用P204萃取除掉除钙镁后液中的钠、锂、氟,铵离子,得净化后的硫酸钴溶液。结晶的电池级七水硫酸钴83.93克。钴、铜、铁的收回率别离为:96.15%,92.60%,96.96%。

  取18650镍钴锰酸锂电池187.4克,350摄氏度烘干30分钟,破坏过120目筛,筛上物经磁选除铁后得铁渣39.0克,得非磁性物77.8克,筛下物70.3克。各组分含量如下表4:

  非磁性物经6.0摩尔/升硫酸铵溶液液固比8∶1,95摄氏度浸出3小时,过滤后得铜铝渣46.08克和一次浸出液。铜铝渣可用做铜冶金工业质料,铜铝渣中各金属元素含量如下表5:

  在一次浸出液中通入硫化氢沉积钴铜,得到镍钴铜等混合硫化物30.63克。过筛后的钴铜混合硫化物和筛下物混合后配料,在85摄氏度条件下,按液固比为8∶1参加3摩尔/升硫酸,反响4小时,压滤得二次浸出液和硫碳渣,硫碳渣经两次水洗,烘干称重为14.8克,剖析其间钴、镍、锰含量别离为0.07%,0.14%,0.09%。二次浸出液810mL,剖析中各金属元素含量如下表6:

  二次浸出液用铁粉除铜后过滤。除铜后液用氯酸钠氧化溶液中亚铁后参加10%氢氧钠溶液调理pH值至4.3除铁铝,过滤。除铁铝后液用氟化钠除钙镁。用P507萃取除掉除钙镁后液中的钠、锂、氟离子,得净化后的硫酸镍钴锰溶液。结晶得电池级水合硫酸镍钴锰402.65克。硫碳渣烘干后加热至130摄氏度,压滤,得到硫磺8.5克和碳粉渣。镍、钴、锰、铜、铁的收回率别离为:95.71%,89.69%,92.04%,92.89%,96.54%。

  2018年12月20日,《一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法》取得第二十届中国专利优秀奖。

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  湖南邦普循环科技有限公司. 一种从废旧锂离子电池中收回有价金属的办法:CN6.9[P]. 2012-07-04.


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