本发明专利技术介绍的镍镉废电池正负极混合材料的浸出方法是将从镍镉废电池中分离出的正负极混合材料放入耐压并耐硫酸和硝酸腐蚀的容器中，然后密封容器，并将硫酸和硝酸泵入该容器，通入工业纯氧进行镍镉废电池正负极混合材料的浸出。浸出温度为２０～１００℃，浸出压力为０．０５～０．５ＭＰａ，浸出的硫酸初始浓度为１～５ｍｏｌ／Ｌ，硝酸初始浓度为５～２０ｇ／Ｌ，浸出时间为１～５小时，浸出过程进行搅拌，搅拌速度３０～１００ｒ／ｍｉｎ。硫酸加入量为加入反应容器的正负极混合材料中全部金属浸出的硫酸理论消耗量的１０１～２００％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镍镉废电池正负极混合材料的一种浸出方法。
技术介绍
.镍镉电池是一类广泛使用的电池，该电池使用报废后将产生大量 废电池。由于这类电池含有大量重金属，若弃入环境，将对环境产生 很大的直接和潜在危害。镍镉正负极混合材料主要含镍、钴和镉，三者的总含量高达80%以上，很具回收价值。目前从镍镉废电池正负极 混合材料中回收镍、钴和镉的工艺主要有火法工艺和湿法工艺。火法 工艺得到的产品为合金材料，很难获得较纯的镍、钴和镉。湿法工艺 比较容易得到较纯的镍、钴和镉。浸出是湿法工艺中必不可少的一个 过程。目前主要有盐酸浸出 法、'硫酸浸出法和硝酸浸出法。盐酸浸出法，设备腐蚀大，酸雾产生 量大而污染环境。、硫酸浸出法消耗较昂贵的氧化剂(如双氧水等)。 硝酸浸出法的硝酸消耗量大，而且会产生大量氮氧化物，污染环境。 开发设备腐蚀小、成本低、基本无环境污染的镍镉废电池正负极混合 材料的浸出方法具有较大实用价值。
技术实现思路
针对目前镍镉废电池正负极混合材料浸出的问题，本专利技术的目的 是寻找一种不用昂贵氧化剂，基本无氮氧化物污染的镍镉废电池正负 极混合材料的浸出方法，其特征在于将从镍镉废电池中分离出的正负 极混合材料(包括通过人工或机械分离出的初级正负极混合材料、初 级正负极混合材料经破碎和球磨或棒磨得到的正负极混合粉体材料、初级正负极混合材料或正负极混合粉体材料经碱洗或焙烧等预处理 得到的较纯净的正负极混合材料)放入耐压并耐硫酸和硝酸腐蚀的容 器中，然后密封容器，并将硫酸和硝酸泵入该容器，通入工业纯氧进 行镍镉废电池正负极混合材料的浸出，浸出结束后进行液固分离，得到所需浸出溶液。浸出温度为20 100°C，浸出压力为0,05 0.5MPa，浸出的硫酸初始浓度为1 5 mol/L，硝酸初始浓度为5 20g/L,浸出时间为1 5小时，浸出过程进行搅拌，搅拌速度30 100r/min。硫酸加入量为加入反应容器的正负极混合材料中全部金属 浸出的硫酸理论消耗量的101 200%。本专利技术的目的是这样实现的在加压工业纯氧和硝酸存在的条件 下，'硫酸浸出镍镉废电池正负极混合材料(材料中的镍和镉呈金属和 氧化物两种形态，钴呈氧化物形态)时；部分金属镍生成硫酸亚镍的 过程发生如下化学反应-Ni +' 2HN03 + H2S04 = NiS04 + 2N02 + 2H203Ni + 2HN03 + 3H2S04 = 3NiS04 + 2NO + 4H202N0 + 02 = 2N023N02 + H20 = 2HN03 + NO总反应为2Ni + 2H2S04 + 02 = 2NiS04 + 2H20在加压工业纯氧和硝酸存在的条伴下，硫酸浸出镍镉废电池正负 极混合材料时，部分金属镍生成硫酸镍的过程发生如下化学反应 2Ni + 6HN03 + 3H2S04 = Ni2(S04)3 + 6N02+ 6H20 2Ni + 2HN03 + 3H2S04= Ni2(S04)3 + 2N0 + 4H20 2N0 + 02 = 2N023N02 + H20 = 2HN03 + NO 总反应为4Ni + 6H2S04 + 302 = 2Ni2(S04)3 +6H20硫酸浸出镍镉废电池正负极混合材料时，部分氧化镍生成硫酸亚 镍的过程发生如下化学反应 .NiO + H2S04 = NiS04 + H20在加压工业纯氧和硝酸存在的条件下，硫酸浸出镍镉废电池正负 极混合材料时，部分氧化镍生成硫酸镍的过程发生如下化学反应2NiO + 2HN03 + 3H2S04 = Ni2(S04)3 + 2N02 + 4H206NiO + 2HN03 + 9H2S04 二 3Ni2(S04)3 + 2N0 +跳O2N0 + 02 = 2N023N02 + H20 = 2HN03 + NO 总反应为4NiO. + 6H2S04 + 02 = 2Ni2(S04)3 + 6H20 '硫酸浸出镍镉废电池正负极混合材料时，氧化钴生成硫酸钴的过 程发生如下化学反应CoO + H2S04 = CoS04 + H20在加压工业纯氧和硝酸存在的条件下，硫酸浸出镍镉废电池正负 极混合材料时，镉生成硫酸镉的过程发生如下化学反应 .Cd + 2HN03 + H2S04 = CdS04 + 2N02 + 2H20 3Cd + 2HN03 + 3H2S04 = 3CdS04 + 2N0 + 4H20 -2N0 + 02 = 2N02 3N02 + H20 = 2HN03 + NO总反'应为2Cd + 2H2S04 + 02 = 2CdS04 + 2H20硫酸浸出镍镉废电池正负极混合材料时，氧化镉生成硫酸镉的过 程发生如下化学反应Cd0 + H2S04 = CdS04 + H20在硫酸和硝酸总酸量过量并使用加压工业纯氧的浸出条件下，绝 大部分的镍和钴最终以三价形式进入浸出液。经过上述一系列反应，最终避免使用较昂贵的氧化剂，也基本不 产生氮氧化物污染，实现了工艺的清洁化。相对于现有方法，本专利技术的突出优点是不使用昂贵的氧化剂，基 本避免了污染物氮氧化物的产生，从而不需要氮氧化物的污染治理， 省去了污染治理费用，具有明显的经济效益和环境效益。具体实施方法实施例1:将100g镍镉废电池正负极混合材料(含镍43.5%、钴 2. 3%、镉40. 2%)加入容积为1L的衬钛高压釜中，加入3. Omol/L的 硫酸550ml，加入硝酸8g(以HN03计)，通入0. 2MPa的工业纯氧，在 50 60。C下搅拌(搅拌速度为80r/min)浸出2、小时，浸出结束后进 行液固分离，得到520ml浸出溶液(不含浸出渣洗涤水)。反应尾气 约1.礼(折合成绝对压力0.1MPa的体积)，氮氧化物浓度为2. 3 mg/m3。 镍、钴和镉的浸出率分别为98.8%和96.7%和99.1% (按进入浸出溶 液和浸出渣洗涤液中的镍、钴和镉计算)。实施例2:将500g镍镉废电池正负极混合材料(含镍43.5y。、钴 2. 3%、镉'40. 2%)加入容积为5L的衬钛高压釜中，加入2. Omol/L的硫酸4.5L，加入硝酸70g(以HN03计)，通入0. lMPa的工业纯氧，在 60 7CTC下搅拌(搅拌速度为80r/min)浸出3小时，反应结束后进 行液固分离，得到4.2L浸出溶液(不包括浸出渣洗涤水)，反应尾气 约1L (折合成绝对压力0. lMPa的体积)，氮氧化物浓度为3. 5 mg/m3。 镍、钴和镉的浸出率分别为98. 5%、 96. 5%和99. 2% (按进入浸出溶液 和學出渣洗涤液中的镍、钴和镉计算)。权利要求1、一种，其特征是将从镍镉废电池中分离出的正负极混合材料放入耐压并耐硫酸和硝酸腐蚀的容器中，然后密封容器，并将硫酸和硝酸泵入该容器，通入工业纯氧进行镍镉废电池正负极混合材料的浸出，浸出结束后进行液固分离，得到所需浸出溶液，浸出温度为20～100℃，浸出压力为0.05～0.5MPa，浸出的硫酸初始浓度为1～5mol/L，硝酸初始浓度为5～20g/L，浸出时间为1～5小时，浸出过程进行搅拌，搅拌速度30～100r/min，硫酸加入量为加入反应容器的正负极混合材料中全部金属浸出的硫酸理论消耗量的101～200％。全本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镍镉废电池正负极混合材料的浸出方法，其特征是将从镍镉废电池中分离出的正负极混合材料放入耐压并耐硫酸和硝酸腐蚀的容器中，然后密封容器，并将硫酸和硝酸泵入该容器，通入工业纯氧进行镍镉废电池正负极混合材料的浸出，浸出结束后进行液固分离，得到所需浸出溶液，浸出温度为２０～１００℃，浸出压力为０．０５～０．５ＭＰａ，浸出的硫酸初始浓度为１～５ｍｏｌ／Ｌ，硝酸初始浓度为５～２０ｇ／Ｌ，浸出时间为１～５小时，浸出过程进行搅拌，搅拌速度３０～１００ｒ／ｍｉｎ，硫酸加入量为加入反应容器的正负极混合材料中全部金属浸出的硫酸理论消耗量的１０１～２００％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：龙炳清，魏涛，龙怡，曾凡芸，
申请(专利权)人：四川师范大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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