一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法，所述方法包括如下步骤：（1）采用第一萃取剂对所述料液进行第一萃取，得到第一水相和第一有机相；（2）采用第二萃取剂对步骤（1）得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和pH值为4.5‑6.5的第二水相；（3）将步骤（2）得到的第二有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；其中，所述第二萃取剂包括羧酸类萃取剂。通过本发明专利技术提供的方法，可以将含镍钴锰的电池料液中的镍钴锰实现同步萃取回收，且与钙镁等杂质离子有效分离。

【技术实现步骤摘要】
一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法
本专利技术涉及资源回收领域，具体涉及一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法。
技术介绍
镍钴锰三元正极材料循环性能好、结构稳定、性价比高，是新型锂离子电池正极材料。随着电动汽车的快速发展，锂离子电池的需求规模不断扩大，废旧锂离子电池的数量也在逐年增加，回收废旧锂电池正极材料中的有价金属，将具有良好的环境保护和经济效益。湿法冶金是利用浸出剂将矿石、精矿、废电池正极材料及其他物料中有价金属组分溶解在溶液中或以新的固相析出，进行金属分离、富集和提取的科学技术，具有能耗低，污染小、资源利用率高等特点，一直以来被众多研究者持续关注并不断发展。CN105483382A公开了一种从含镍钴锰废渣中同步回收镍钴锰的方法，其采用加入次氯酸盐或硝酸等氧化剂，调节pH值=5.0-5.5，先将浸出液中的Fe、Al除去，得到除Fe、Al后的萃余液；再采用Mextral984H或CP50萃取剂，调节pH值=2.0-2.5，将萃余液中的Cu除去；然后采用P507，煤油作稀释剂，调节pH值=2.0-2.3，将萃余液中的Zn和少量Mn萃取除去，采用稀硫酸洗涤后采用硫酸反萃含Zn和少量Mn的有机相，获得含Zn和少量Mn的反萃液，反萃液中Zn和Mn采用P204萃取分离；最后采用磷酸三丁酯和新葵酸混合萃取剂同步萃取Ni、Co、Mn，得到含Ni、Co、Mn有机相用稀硫酸洗涤以去除钙镁杂质，采用硫酸反萃后得镍钴锰混合溶液。专利CN109449523A公开了一种废旧锂离子电池综合回收方法，其先调节料液pH=4.2-4.5，采用P204对料液进行萃取，得P204萃余液和负载有机相，采用硫酸反萃负载有机相得硫酸锰；调节所述P204萃余液pH=4.5-5，采用C272对所述P204萃余液进行萃取，得C272萃余液和负载有机相，采用硫酸对所述C272负载有机相进行反萃得硫酸钴溶液；调整C272萃余液pH=5-5.5，采用P507对该萃余液进行萃取Ni，采用硫酸反萃P507负载有机相得硫酸镍溶液。上述萃取工艺流程复杂，采用混合萃取剂同步萃取镍钴锰，工艺易运行不稳定，采用P507/P204/C272用于镍钴锰的分离，但在锂离子电池正极材料回收方面，不能同步提取镍钴锰，分别回收镍钴锰工艺成本高，且反萃酸度高，污染严重。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法，本专利技术采用的羧酸类萃取剂能将镍钴锰同步萃取，萃取效率高，与杂质离子分离效果好；水溶性低，对环境友好；有机相可循环使用，运营成本低，具有良好的经济效益。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法，所述方法包括如下步骤：（1）采用第一萃取剂对所述料液进行第一萃取，得到第一水相和第一有机相；（2）采用第二萃取剂对步骤（1）得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和pH值为4.5-6.5的第二水相；（3）将步骤（2）得到的第二有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；其中，所述第二萃取剂包括羧酸类萃取剂；所述羧酸类萃取剂具有式Ⅰ所示的结构：式Ⅰ式Ⅰ中，R1为C3~C9直链烷基，R2为C3~C9直链烷基或C3~C9支链烷基。通过本专利技术提供的方法，将含镍钴锰电池料液中的镍钴锰实现同步萃取回收，且不受钙、镁等杂质金属离子的影响，操作简单，工艺运行稳定，降低了分别回收镍、钴、锰的分离成本及杂质金属离子的提取净化成本。同时，羧酸类萃取剂除杂率及对Ni、Co、Mn提取率均大于99.5%，硫酸反萃率大于99.5%。本专利技术中，步骤（2）中第二萃取得到的第二水相的pH值为4.5-6.5，例如可以是4.5、4.6、4.8、5.2、5.4、5.6、6.2、6.3、6.4或6.5等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述第二萃取剂中羧酸的体积分数为5-30%，例如可以是5%、10%、15%、20%、25%或30%等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术方案，所述料液中的金属元素包括：Li1-16g/L，Ni1-50g/L，Co1-26g/L，Mn1-30g/L，Fe≤10g/L，Al≤1g/L，Cu≤10g/L，Zn≤5g/L，Ca0.1-0.5g/L，Mg0.1-50g/L。本专利技术中，所述料液中Li的浓度为1-16g/L，例如可以是1g/L、5g/L、8g/L、9g/L、10g/L、11g/L、12g/L、13g/L、14g/L、15g/L或16g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Ni的浓度为1-50g/L，例如可以是1g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、41g/L、42g/L、43g/L、44g/L、45g/L、46g/L、47g/L、48g/L、49g/L或50g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Co的浓度为1-26g/L，例如可以是1g/L、5g/L、15g/L、16g/L、17g/L、18g/L、19g/L、20g/L、21g/L、22g/L、23g/L、24g/L、25g/L或26g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Mn的浓度为1-30g/L，例如可以是1g/L、5g/L、10g/L、20g/L或30g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Fe浓度≤10g/L，例如可以是10g/L、9g/L、8g/L、7g/L、6g/L、5g/L、4g/L或3g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Al浓度≤1g/L，例如可以是1g/L、0.8g/L、0.6g/L、0.4g/L或0.2g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Cu浓度≤10g/L，例如可以是10g/L、9g/L、8g/L、7g/L、6g/L、5g/L、4g/L或3g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Zn浓度≤5g/L，例如可以是5g/L、4g/L、3g/L、2g/L或1g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Ca浓度为0.1-0.5g/L，例如可以是0.1g/L、0.2g/L、0.3g/L、0.4g/L或0.5g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。本专利技术中，所述料液中Mg浓度为0.1-50g/L，例如可以是0.1g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L或50g/L等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。作为本专利技术优选的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n（1）采用第一萃取剂对所述料液进行第一萃取，得到第一水相和第一有机相；/n（2）采用第二萃取剂对步骤（1）得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和pH值为4.5-6.5的第二水相；/n（3）将步骤（2）得到的第二有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；/n其中，所述第二萃取剂包括羧酸类萃取剂；所述羧酸类萃取剂具有式Ⅰ所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种从含镍钴锰的料液中分离镍钴锰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）采用第一萃取剂对所述料液进行第一萃取，得到第一水相和第一有机相；
（2）采用第二萃取剂对步骤（1）得到的第一水相进行第二萃取，得到第二有机相和pH值为4.5-6.5的第二水相；
（3）将步骤（2）得到的第二有机相依次进行洗涤及反萃，得到含镍钴锰的溶液；
其中，所述第二萃取剂包括羧酸类萃取剂；所述羧酸类萃取剂具有式Ⅰ所示的结构：

式Ⅰ
式Ⅰ中，R1为C3~C9直链烷基，R2为C3~C9直链烷基或C3~C9支链烷基。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述料液中的金属元素包括：Li1-16g/L，Ni1-50g/L，Co1-26g/L，Mn1-30g/L，Fe≤10g/L，Al≤1g/L，Cu≤10g/L，Zn≤5g/L，Ca0.1-0.5g/L，Mg0.1-50g/L。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述第一萃取剂包括磷型萃取剂、羧酸类萃取剂或肟类萃取剂中的1种或至少2种的组合；
优选地，所述羧酸类萃取剂具有式Ⅰ所示的结构：

式Ⅰ
式Ⅰ中，R1为C3~C9直链烷基，R2为C3~C9直链烷基或C3~C9支链烷基；
优选地，所述羧酸类萃取剂为1种或至少2种羧酸的混合物；
优选地，所述第一萃取剂的体积分数为5-30%；
优选地，所述第一萃取剂的稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的1种或至少2种的组合；
优选地，所述第一萃取剂使用前进行皂化；
优选地，所述皂化采用6-14mol/L的碱液进行；
优选地，所述碱液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的1种或至少2种的组合。


4.如权利1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述第一萃取包括单级萃取或多级逆流萃取；
优选地，步骤（1）所述第一萃取剂和所述料液的体积比为(0.1-10):1；
优选地，步骤（1）所述第一萃取中的搅拌速度为100-250r/min；
优选地，步骤（1）所述第一萃取中的混合时间为5-30min；
优选地，所述多级逆流萃取的级数为2-30级。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第二萃取剂的体积分数为5-30%；
优选地，所述第二萃取剂中的羧酸类萃取剂为1种或至少2种羧酸的混合物；
优选地，所述第二萃取剂的稀释剂包括溶剂油、煤油、Escaid110、己烷、庚烷、十二烷中的1种或至少2种的组合；
优选地，所述第二萃取剂使用前进行皂化；
优选地，所述皂化采用6-14mol/L的碱液进行；
优选地，所述碱液...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪，
申请(专利权)人：北京博萃循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11