一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法技术

本发明专利技术涉及工业废物资源化技术领域，具体公开了一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，所述方法包括：对铁钛原渣进行烘干、破碎后，通过磁选去除磁性物质；对去除磁性物质的原渣进行水洗，得到水洗渣；对水洗渣采用硫酸浸出，得到浸出渣、硫酸混合液；对浸出渣进行洗涤；对洗涤后的浸出渣经过超声和离心处理，加入EDTA或螯合剂进行除杂，烘干得到钛白粉；对得到的硫酸混合液加入过量铁粉，得到硫酸亚铁溶液；对硫酸亚铁溶液进行过滤，滤液转至冷却结晶，硫酸亚铁晶体析出得到产品。本发明专利技术将废渣富集并转化为市场需要的钛白粉产品，并制备成水处理剂硫酸亚铁，最大限度的降低废物存量，减少土地填埋压力，资源得到回收与综合利用。合利用。合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法


[0001]本专利技术涉及工业废物资源化
，尤其涉及一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法。

技术介绍

[0002]新能源电池行业的兴起改变了人们对传统燃料汽车的刻板认知，对于新能源汽车来说，电池是最为关键的部件，根据正极材料不同，分为三元材料电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池等。磷酸铁锂因具有耐高温性能好、寿命长、成本低、安全性高、无毒性等优势在电动汽车市场迅速发展。
[0003]磷酸铁锂正极材料生产过程中会产生大量铁钛废渣，属于一般工业固废，主要成分包括铁氧化物、钛氧化物、硅氧化物、氧化磷、氧化钙、氧化镁等，目前该种废渣堆存于渣处理车间内，或经烘干处理后外售给水泥生产企业做建材添加材料综合利用，暂未发现高价值资源化的成功案例。
[0004]现有专利“一种钛铁渣渣铁分离及综合利用的方法(CN108246503A)”采用火法和湿法的联合工艺分离富钛料中的钛和铁，该专利技术工艺通过优化磁选、还原焙烧工艺和盐酸除杂工艺，最后铁的回收率为86.2％，TiO2回收率80.5％，铁和钛的回收率仍有提升空间，且该专利技术需要焙烧，无疑增加了大规模资源化的工艺复杂程度及能耗。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，仅采用硫酸浸出湿法工艺便能回收90％以上的铁，此部分铁几乎全部回用并资源化为硫酸亚铁产品，钛的回收率达到85％以上，本专利技术将废渣中的有价金属钛进行有效的富集并转化为市场需要的钛白粉产品，将金属铁有效分离并制备成水处理剂硫酸亚铁，不仅能够最大限度的降低废物存量，减少土地填埋的压力，还能使废渣中有用资源得到最大限度的回收与综合利用，获得可观的经济收益。具有工艺简单、低能耗、低成本、清洁高效和酸浸废水可再次资源化利用等特点，有望实现铁钛渣的大规模资源化利用。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案。
[0007]一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，所述方法包括。
[0008]S1步骤，对铁钛原渣进行烘干、破碎后，通过磁选去除磁性物质。
[0009]S2步骤，对去除磁性物质的原渣进行水洗，得到水洗渣。
[0010]S3步骤，对水洗渣采用硫酸浸出，得到浸出渣、硫酸混合液。
[0011]S4步骤，对浸出渣进行洗涤。
[0012]S5步骤，对洗涤后的浸出渣经过超声和离心处理，加入EDTA或螯合剂进行除杂，烘干得到钛白粉。
[0013]S6步骤，对S3步骤得到的硫酸混合液加入过量铁粉，得到硫酸亚铁溶液。
[0014]S7步骤，对硫酸亚铁溶液进行过滤，滤液转至冷却结晶，硫酸亚铁晶体析出得到产
[0032]CaTiO3+2H2SO4＝TiOSO4+CaSO4↓
+2H2O
[0033]FeTiO3+2H2SO4＝TiOSO4+FeSO4+2H2O
[0034]优选的，S3步骤的硫酸浸出条件为酸洗时间1h
‑
3h，酸洗温度70℃
‑
100℃，以3
‑
10倍酸渣比酸洗2
‑
5次。
[0035]步骤S4，浸出渣还残留大量的硫酸铁废液，需要通过洗涤去除。
[0036]优选的，S4步骤的洗涤条件为洗涤时间1h
‑
3h，洗涤温度30℃
‑
80℃，以3
‑
10倍水渣比洗2
‑
5次。
[0037]以步骤S3为界，主要含钛物质存在于以固体形式的浸出渣内，主要含铁物质存在于以溶液形式的硫酸混合液内，而浸出渣为钛白粉粗产物，还含有部分硅钙复合物、黑钛石、金属磷酸盐复合物等杂质，步骤S5采用物理超声和离心的方式进行除杂，再加入EDTA或螯合剂深度除杂，除杂后的白色产品经烘干得到主成分为TiO2的钛白粉产物，二氧化钛含量超过90％。
[0038]主要含铁物质存在于以溶液形式的硫酸混合液含有大量的硫酸铁，还有少量的游离硫酸及重金属硫酸盐，步骤S6主要加入过量铁粉消耗硫酸混合液中的过量硫酸，同时将Fe
3+
还原成Fe
2+
生成大量的硫酸亚铁，在这个过程中Fe
2+
的浓度将逐渐升高而硫酸浓度逐渐降低。剩余铁粉可再次回用，反应的方程如下。
[0039]Fe2(SO4)3+Fe＝3FeSO4[0040]Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
[0041]步骤S6彻底反应后，溶液主要为硫酸亚铁。
[0042]步骤S7对步骤S6生成的硫酸亚铁溶液进行过滤，滤液转至冷冻结晶槽中，在0℃
‑
10℃条件下降温冷却，使硫酸亚铁晶体析出，所得晶体转入真空干燥器中，即得到硫酸亚铁产品。
[0043]以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理。这些描述只是为了解释本专利技术的原理，而不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，所述方法包括：S1步骤，对铁钛原渣进行烘干、破碎后，通过磁选去除磁性物质；S2步骤，对去除磁性物质的原渣进行水洗，得到水洗渣；S3步骤，对水洗渣采用硫酸浸出，得到浸出渣、硫酸混合液；S4步骤，对浸出渣进行洗涤；S5步骤，对洗涤后的浸出渣经过超声和离心处理，加入EDTA或螯合剂进行除杂，烘干得到钛白粉；S6步骤，对S3步骤得到的硫酸混合液加入过量铁粉，得到硫酸亚铁溶液；S7步骤，对硫酸亚铁溶液进行过滤，滤液转至冷却结晶，硫酸亚铁晶体析出得到产品。2.根据权利要求1所述的一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，其特征在于，S1步骤对铁钛原渣破碎至能通过100
‑
200目筛网。3.根据权利要求1所述的一种新能源电池生产废渣中有色金属资源化的方法，其特征在于，S2步骤的水洗条件为水洗时间1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳玲，黄子恒，伍青霞，张汉威，
申请(专利权)人：瀚蓝环境股份有限公司，
类型：发明
国别省市：