一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法技术

本申请提供一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，涉及电池回收处理技术领域。该协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，具体包括：将电池黑粉与还原剂进行焙烧，得到焙砂；将所述焙砂进行研磨、水浸处理，得到矿浆；将镍钴氢氧化物加入所述矿浆，进行反应，固液分离，得到富锂溶液和富镍钴锰渣；将富镍钴锰渣与硫酸进行酸浸处理，得到浸出渣和富镍钴锰浸出液。本申请通过该协同处理的方法可将电池黑粉中的锂优先提取，然后再将电池黑粉和镍钴氢氧化物中的镍钴锰等元素富集提取，从而实现有价金属的富集回收。有价金属的富集回收。有价金属的富集回收。

【技术实现步骤摘要】
一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法


[0001]本申请涉及电池回收处理
，尤其涉及一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车推广力度的加大，截至2021年底，新能源汽车保有量达784万辆，呈高速增长态势，进一步加剧了镍/钴/锂等资源的供需矛盾关系，急需寻求资源补给。基于相关政策、生产成本等因素的考虑，越来越多企业选择从中间产品——镍钴氢氧化物中以及二次资源废旧锂电池中，进行镍/钴/锂的补充。
[0003]目前，针对中间产品——镍钴氢氧化物中实现镍、钴等物质的回收方法中，有些选择使用先将镍钴氢氧化物进行浓硫酸熟化，再将熟化浸出液还原浸出，制备得到镍钴硫酸盐溶液，实现镍钴的回收；有些方法依次进行硫酸
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亚硫酸钠还原浸出、中和除杂、萃取除杂、萃取分离镍钴等步骤，实现镍钴高纯回收。针对废旧电池中有价金属的回收方法，有些将废锂电池与碳质还原剂在一定温度下进行碳热还原焙烧，使锂以碳酸锂形式存在，再采取直接水浸或CO2水浸，实现锂的优先提取；有些则将废锂电池与硫酸铵、硫酸氢钾或硫酸氢钠在一定温度下焙烧，而后对焙砂进行水浸，实现锂与镍/钴/锰的分离。
[0004]然而，将中间产品——镍钴氢氧化物与废旧锂电池协同进行处理，来实现镍/钴/锂等资源的回收方法较少，如能将其结合，在设备投资、工艺成本等方面可得到一定程度的优化。因此，急需一种可以协同处理镍钴氢氧化物与废旧锂电池的方法，来实现有价金属的富集回收。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，通过该协同处理的方法可将电池黑粉中的锂优先提取，然后再将电池黑粉和镍钴氢氧化物中的镍钴锰等元素富集提取，从而实现有价金属的富集回收。
[0006]为实现以上目的，本申请的技术方案如下：本申请提供一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，包括：将电池黑粉与还原剂进行焙烧，得到焙砂；将所述焙砂进行研磨、水浸处理，得到矿浆；将镍钴氢氧化物加入所述矿浆，进行反应，固液分离，得到富锂溶液和富镍钴锰渣；将富镍钴锰渣与硫酸进行酸浸处理，得到浸出渣和富镍钴锰浸出液。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述电池黑粉包括废旧锂离子电池正极粉、废旧锂离子电池正负极混合粉中的至少一种。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述还原剂包括碳粉、氢气、金属盐类物质中的至少一种。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述焙烧的温度为300℃
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800℃，时间为1h
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6h。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述焙砂进行研磨之后的粒径≥200目。
[0011]在本申请的一些实施例中，还满足以下条件中的至少一个：a.所述水浸处理的过程中还包括通入二氧化碳；b.所述水浸处理中的水与所述焙砂的液固比为2mL/g
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10mL/g；c.所述水浸处理的温度为10℃
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100℃，时间为0.5h
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3h。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述将镍钴氢氧化物加入所述矿浆之后，所述矿浆的pH为10
‑
12；所述反应的温度为10℃
‑
100℃，时间为1h
‑
3h。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述硫酸为浓硫酸，所述硫酸的用量为理论量的1
‑
1.5倍；所述进行酸浸处理之前，还包括：将所述富镍钴锰渣与水混合之后，再加入所述硫酸；所述水与所述富镍钴锰渣的液固比为3mL/g
‑ꢀ
10mL/g。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述酸浸处理的温度为40℃
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90℃，时间为2h
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6h。
[0015]在本申请的一些实施例中，所述焙烧在保护气体的气氛中进行，所述保护气体包括氩气、氮气中的至少一种。
[0016]本申请的有益效果：本申请的方法中将电池黑粉经过还原剂的还原后，其中的镍/钴以金属形式存在，而锂则以易溶于水的锂盐形式存在。在水浸制成矿浆后，镍钴氢氧化物具有一定的碱度，可作为除杂的中和剂进行使用，将矿浆中的镍/钴/锰等离子以难溶于水的氢氧化物形式，存在于固液分离后的固体渣中，进而得到净化后的富锂溶液，其中的镍/钴/锰/铝/铜等离子可以降低至10ppm以下，后续只需针对部分离子进行除杂，便可满足电池级碳酸锂制备水溶液的要求。在进行酸浸处理的过程中，焙砂中得到的镍/钴等金属则可作为高价钴的还原剂，使得镍钴氢氧化物中的高价钴在硫酸作用下发生氧化还原反应，无需外加其他还原剂，便可实现镍/钴/锰的高效浸出，浸出率可达99%以上。相比于单独处理废旧电池的方法以及单独处理镍钴氢氧化物的方法，本申请的方法具有较大的成本优势，有利于进行工业化地推广应用。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术范围的限定。
[0018]图1为电池黑粉与还原剂碳粉在不同温度下焙烧得到的焙砂的XRD物相分析图。
具体实施方式
[0019]如本文所用之术语：“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步
骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0020]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0021]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0022]在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0023]“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，包括：将电池黑粉与还原剂进行焙烧，得到焙砂；将所述焙砂进行研磨、水浸处理，得到矿浆；将镍钴氢氧化物加入所述矿浆，进行反应，固液分离，得到富锂溶液和富镍钴锰渣；将富镍钴锰渣与硫酸进行酸浸处理，得到浸出渣和富镍钴锰浸出液。2.如权利要求1所述的协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，所述电池黑粉包括废旧锂离子电池正极粉、废旧锂离子电池正负极混合粉中的至少一种。3.如权利要求1所述的协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，所述还原剂包括碳粉、氢气、金属盐类物质中的至少一种。4.如权利要求1所述的协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为300℃
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800℃，时间为1h
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6h。5.如权利要求1所述的协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，所述焙砂进行研磨之后的粒径≥200目。6.如权利要求1所述的协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法，其特征在于，还满足以下条件中的至少一个：a.所述水浸处理的过程中还包括通入二氧化碳；b.所述水浸处理中的水与所述焙砂的液固比为2mL/g
‑
10mL/g；c....

【专利技术属性】
技术研发人员：王海北，邓超群，郑朝振，刘三平，李拓夫，
申请(专利权)人：矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：