【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及硫酸镍制备，具体而言，涉及一种硫酸镍的制备方法及其应用。
技术介绍
1、硫酸镍是电镀和电池行业重要的上游材料，在电池行业，硫酸镍是重要的原材料，有着不可替代的作用，且随着新能源行业的快速发展，镍资源将受到更多的关注。硫酸镍主要用于生产镍钴锰酸锂电池材料的前驱体，随着新能源汽车的快速发展，硫酸镍的消费量逐年升高。在现代工业中，对于由镍铁合金制备硫酸镍主要有火法和湿法两种工艺路线。相对于镍铁合金的火法冶炼提取镍元素，湿法冶金提取镍具有能耗低、工艺简单、设备简单、投资成本低的优势。但目前的湿法工艺路线中，一般都直接加酸得到含有硫酸镍和硫酸亚铁的湿法浸出液，其涉及的反应方程式包括：ni+h2so4＝niso4+h2；fe+h2so4＝feso4+h2，该过程中会产生易燃易爆炸的氢气，对操作安全性有很大的威胁。
2、鉴于此，特提出本公开。
技术实现思路
1、本公开的目的包括提供一种硫酸镍的制备方法及其应用，可解决或改善上述技术问题。
2、本公开可这样实现：
3、第一方面，本公开提供一种硫酸镍的制备方法，包括以下步骤：将二氧化碳与镍铁合金反应，以生成含氧化镍和氧化亚铁的混合固体以及含一氧化碳的混合气体；
4、将混合固体与硫酸共同反应，得到含硫酸镍和硫酸亚铁的第一混合溶液，随后除去硫酸亚铁，得到硫酸镍。
5、在可选的实施方式中，二氧化碳来源于电池正极材料烧结尾气。
6、在可选的实施方式中，电池正极材料包括三元正极材
7、在可选的实施方式中，三元正极材料的前驱体为碳酸盐形式或氢氧化物形式；当三元正极材料的前驱体为氢氧化物形式时，三元正极材料制备过程中的烧结阶段加入有含碳物质。
8、在可选的实施方式中，含碳物质为碳酸锂。
9、在可选的实施方式中，二氧化碳与镍铁合金反应至少具有以下特征中的至少一种：
10、特征一：反应温度不低于1000℃；
11、特征二：反应时间为40min-80min；
12、特征三：二氧化碳在反应容器中的体积分数≥50％；
13、特征四：反应于还原性气氛中进行。
14、在可选的实施方式中，对电池正极材料烧结尾气中的二氧化碳进行富集，得到富集物料；对富集物料进行加热以释放出富集的二氧化碳并将释放出的二氧化碳通入含镍铁合金的反应容器。
15、在可选的实施方式中，富集包括：采用弱碱性吸收剂对电池正极材料烧结尾气中的二氧化碳进行化学吸收。
16、在可选的实施方式中，弱碱性吸收剂包括有机胺、氨水和碳酸盐中的至少一种。
17、在可选的实施方式中，富集是于38℃-42℃的条件下进行，和/或，加热是于120℃-125℃的条件下进行。
18、在可选的实施方式中，混合固体与硫酸反应具有以下特征中的至少一种：
19、特征一：反应温度为25℃-40℃；
20、特征二：反应时间为5h-15h；
21、特征三：硫酸的加入量不低于镍铁合金中镍和铁反应理论量的1.2倍。
22、在可选的实施方式中，硫酸为浓硫酸。
23、在可选的实施方式中，除去硫酸亚铁包括：将第一混合溶液与氧化剂混合以使fe2+氧化成fe3+，得到第二混合溶液；将第二混合溶液与离子交换树脂混合以使fe3+吸附于离子交换树脂上，固液分离，收集液体。
24、在可选的实施方式中，氧化剂的用量不低于fe2+氧化成fe3+的理论消耗量的1.2倍；和/或，离子交换树脂的用量不低于第二混合溶液中fe3+含量的1.2倍。
25、在可选的实施方式中，氧化剂为双氧水，和/或，离子交换树脂为磺酸基磷酸螯合离子交换树脂。
26、在可选的实施方式中，除去硫酸亚铁是于温度为35℃-45℃、氧化还原电位为550mv-650mv的条件下进行。
27、在可选的实施方式中，固液分离前，用水清洗离子交换树脂。
28、在可选的实施方式中，将含一氧化碳的混合气体回收利用。
29、在可选的实施方式中，当含一氧化碳的混合气体中一氧化碳和二氧化碳的体积为(1:0.05)-(1:1)时，将含一氧化碳的混合气体于空气中点燃以用作燃料。
30、第二方面，本公开还提供了上述制备方法制备得到的硫酸镍在制备镍钴锰酸锂电池前驱体中的应用。
31、本公开创造性地提出将二氧化碳与镍铁合金反应用于制备硫酸镍，该方法不但能够有效避免产生氢气的问题，提高工艺安全性，而且还能使废弃的二氧化碳得到的合理利用，具有低碳减排的特点。
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1.一种硫酸镍的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二氧化碳与镍铁合金反应，以生成含氧化镍和氧化亚铁的混合固体以及含一氧化碳的混合气体；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳来源于电池正极材料烧结尾气。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电池正极材料包括三元正极材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料的前驱体为碳酸盐形式或氢氧化物形式；当所述三元正极材料的前驱体为氢氧化物形式时，所述三元正极材料的制备过程中的烧结阶段加入有含碳物质。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含碳物质为碳酸锂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，二氧化碳与镍铁合金反应至少具有以下特征中的至少一种：
7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于，对电池正极材料烧结尾气中的二氧化碳进行富集，得到富集物料；对所述富集物料进行加热以释放出富集的二氧化碳并将释放出的二氧化碳通入含镍铁合金的反应容器。
8.根据权利要求
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述弱碱性吸收剂包括有机胺、氨水和碳酸盐中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，富集是于38℃-42℃的条件下进行，和/或，加热是于120℃-125℃的条件下进行。
11.根据权利要求1-10任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合固体与硫酸反应具有以下特征中的至少一种：
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸为浓硫酸。
13.根据权利要求1-12任一项所述的制备方法，其特征在于，除去硫酸亚铁包括：将所述第一混合溶液与氧化剂混合以使Fe2+氧化成Fe3+，得到第二混合溶液；将所述第二混合溶液与离子交换树脂混合以使Fe3+吸附于离子交换树脂上，固液分离，收集液体。
14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的用量不低于Fe2+氧化成Fe3+的理论消耗量的1.2倍；和/或，所述离子交换树脂的用量不低于所述第二混合溶液中Fe3+含量的1.2倍。
15.根据权利要求13或14所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水，和/或，所述离子交换树脂为磺酸基磷酸螯合离子交换树脂。
16.根据权利要求13-15任一项所述的制备方法，其特征在于，除去硫酸亚铁是于温度为35℃-45℃、氧化还原电位为550mV-650mV的条件下进行。
17.根据权利要求13-16任一项所述的制备方法，其特征在于，固液分离前，用水清洗所述离子交换树脂。
18.根据权利要求1-17任一项所述的制备方法，其特征在于，将含一氧化碳的混合气体回收利用。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，当含一氧化碳的混合气体中一氧化碳和二氧化碳的体积为(1:0.05)-(1:1)时，将所述含一氧化碳的混合气体于空气中点燃以用作燃料。
20.一种如权利要求1-19任一项所述的制备方法制备得到的硫酸镍在制备镍钴锰酸锂电池前驱体中的应用。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种硫酸镍的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将二氧化碳与镍铁合金反应，以生成含氧化镍和氧化亚铁的混合固体以及含一氧化碳的混合气体；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化碳来源于电池正极材料烧结尾气。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述电池正极材料包括三元正极材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述三元正极材料的前驱体为碳酸盐形式或氢氧化物形式；当所述三元正极材料的前驱体为氢氧化物形式时，所述三元正极材料的制备过程中的烧结阶段加入有含碳物质。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含碳物质为碳酸锂。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，二氧化碳与镍铁合金反应至少具有以下特征中的至少一种：
7.根据权利要求2-6任一项所述的制备方法，其特征在于，对电池正极材料烧结尾气中的二氧化碳进行富集，得到富集物料；对所述富集物料进行加热以释放出富集的二氧化碳并将释放出的二氧化碳通入含镍铁合金的反应容器。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，富集包括：采用弱碱性吸收剂对电池正极材料烧结尾气中的二氧化碳进行化学吸收。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述弱碱性吸收剂包括有机胺、氨水和碳酸盐中的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，富集是于38℃-42℃的条件下进行，和/或，加热是于120℃-125℃的条件下进行。
11.根据权利要求1-10任一项所述的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：况汶芳，王佳乐，黄逸嘉，刘志鹏，余海军，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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