含镍酸性溶液的制造方法技术

本发明专利技术提供制造方法，所述制造方法从使用过的镍氢电池的正极材料及制造中成为废材正极材料中更高效且简便地分离镍及钴，得到高纯度地含有它们的溶液。所述制造方法的特征在于，通过经过如下工序对镍氢电池的正极材料进行处理，得到含有镍的酸性溶解液，所述工序为：水洗工序，在镍氢电池的正极材料中加入水并水洗后，进行分离而生成水洗后正极材料和水洗浆料；酸洗工序，在该水洗工序中得到的水洗后正极材料中加入酸并混合，一边将pH值维持在0.0以上且3.5以下的范围一边分离成酸洗后正极材料和酸洗浆料；溶解工序，在该酸洗工序中得到的酸洗后正极材料中添加酸及氧化剂两者、或者酸、氧化剂中的任一个，分离成镍溶解液和浸出残渣。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由使用构成镍氢电池的发泡镍板(Celmet)的正极材料得到含有镍的酸性溶液的方法。
技术介绍
近年来，起因于放出在大气中的氮氧化物、硫氧化物等酸性气体的酸雨、二氧化碳等引起的地球温暖化等环境问题作为地球规模的课题备受关注。为了减少作为其原因之一的汽车的排气引起的污染，担载了镍氢电池等2次电池的混合动力汽车备受关注。该镍氢电池具有正极、负极、电极端子及电解液作为功能性的部件，进而包括电极基板、设置在正负极的电极之间的隔板及收纳它们的壳体等作为结构性部件来构成。在此，各部件由如下各种各样的原材料及成分构成:作为正极活性物质的含有微量添加元素的氢氧化镍，作为负极活性物质的含有镍、钴、稀土元素(misch metal ;纯稀土金属)等的氢吸藏合金，作为电极基板的镍板、镀镍铁板等，作为隔板的塑料，作为电解液的氢氧化钾水溶液，作 为电极端子材料的钢、铁系金属等，作为容器的塑料、钢等。作为镍氢电池的结构，电极为在正负极的电极之间一边将塑料作为隔板夹持一边交替重叠正极和负极而成。将该电极主体放入塑料或钢制的壳体，将钢或铁系金属的电极端子材料与电极和容器之间接触，最后在电极间充满以氢氧化钾溶液作为主要成分的电解液并密封。该镍氢电池的正极基板有具有将发泡镍作为基材制成集电体且压入正极活性物质进行加压成型而成的结构的被称为多孔体(Celmet)的基板。多孔体具有电极制作比较容易且易高容量化的特征，被广泛使用。可是，混合动力汽车中所搭载的镍氢电池在伴随使用而劣化时与新品交换，或者在废车时拆除，成为使用过的镍氢电池。另外，从镍氢电池的制造工序中多产生不合格品及试制品等未被制品化的废材。在该使用过的镍氢电池及废材(以下汇总称为镍氢电池等)中含有镍、钴、稀土元素等多种稀少的有价金属，因此，研究对这些贵重金属进行回收并进行再利用。然而，镍氢电池为复杂且坚固的结构，而且构成的材料多使用化学上稳定的材料。因此，分离并回收镍氢电池等中所含的镍、钴、稀土元素等金属并作为新电池的材料进行再利用并不容易。作为用于解决该问题的对策，例如作为镍氢电池等中金属的回收方法，提出有一种方法，所述方法将镍氢电池等放入炉中熔解，燃烧除去构成电池的塑料类，进而熔渣化除去大部分的铁，对镍进行还原作为与铁的一部分合金化而成的铁镍进行回收。该方法具有易利用现有的冶炼厂或精制设备等投资少、处理不费工的特征。然而，回收的铁镍含有大量的杂质元素，不适于不锈之类原料以外的用途。而且，由于钴及稀土元素的大部分被分配在熔渣中并在体系外被废弃，因此，无法有效地利用等，不是优选的方法。另外，参照专利文献1，提出有一种方法，其为从使用过的镍/金属氢化物蓄电池中回收金属的方法，包括:用酸溶解蓄电池废料(scrap)形成水相的工序；从该水相中将稀土元素以复合硫酸盐的形式进行分离的工序；接着，通过使PH上升来从水相中使铁沉淀的工序；使用有机萃取剂对铁沉淀后的滤液进行液/液萃取，分离锌、镉、锰、铝、残留的铁及稀土元素，此时，以萃取后实质上仅镍及钴溶解在水相中而残留，且以与蓄电池废料内存在的原子相同的原子比残留的方式选择萃取剂及PH值的工序；然后，从水相中以镍或钴合金的形式析出的工序；最后，用于将镍/钴合金作为母合金制造氢贮藏合金的工序。然而，该方法难以将镍和钴作为电池组成并以原本的比率正确地进行合金电析，电析的合金的组成有可能根据液体组成及电解条件发生改变。因此，为了得到正确的合金组成，每次对得到的合金进行分析，添加必要量的不足成分并进行再溶解等的时间和操作过长。进而，已知有电池的特性因合金组成而发生变化，该合金组成为了提高电池的性能而添加新的成分等来进行变更，不断地进行改良，因此，回收的镍合金及钴合金未必可以直接进行再利用。另外，在直接使用酸或酸和氧化剂浸出镍氢电池等的情况下，仅为了中和作为电解液成分的氢氧化钾就消耗大量的酸或氧化剂。另外，在浸出中使用硫酸的情况下，进一步存在如下担心:源自电解液的钾和电极活性物质中含有的稀土元素生成硫酸复合盐而沉淀，稀土元素被损耗。进而，在该方法中，进行了如下处理:设置磁性分级工序(magnetic fractionstep)并使用金属铁将浸出液中含有的3价铁离子还原成2价铁离子。但是，由于浸出液中存在大量的硫酸，因此，有可能还原3价铁离子当量以上的铁过量地溶解，浸出液中的铁浓度过量地上升。因此，也产生如下问题:脱铁工序中的中和剂的使用量及产生的沉淀量增加，成本上升，同时与铁共沉淀而导致损耗的镍增加。因此，寻求一种从如上使用过的镍氢电池等正极材料中高效地得到含有镍及钴的溶液的方法。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第3918041号公报(第I页、第2页)
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术提供从使用过的镍氢电池的正极材料及制造废材等中更高效率且简便地分离镍及钴且得到高纯度地含有它们的溶液的制造方法。用于解决课题的手段实现这样的课题的本专利技术的第一专利技术为，其特征在于，通过经过下述(I) (3)所示的工序对镍氢电池的正极材料进行，得到含有镍的酸性溶解液。 (I)水洗工序:向在镍氢电池的正极材料中加入水并水洗，之后进行分离而得到水洗后正极材料和水洗浆料；(2)酸洗工序:向在水洗工序中得到的水洗后正极材料中加入酸并进行混合，一边将PH值维持在0.0以上且3.5以下的范围，一边分离、生成酸洗后正极材料和酸洗浆料；(3)溶解工序:向在酸洗工序中得到的酸洗后正极材料中添加酸及氧化剂两者，或者酸、氧化剂中的任一个，分离成镍溶解液和浸出残渣。本专利技术的第二专利技术为，其特征在于，在第一专利技术的溶解工序中生成的镇溶解液中添加喊，将pH调整并保持在2.0以上且2.5以下的徂围，接着添加硫化碱或硫化氢，将所述镍溶液液分离成脱锌镍溶解液和硫化物的沉淀，得到的脱锌镍溶解液为含有镍的酸性溶液。另外，本专利技术的第三专利技术为，其特征在于，在第一专利技术及第二专利技术中，在仅添加酸的情况下，该酸为硫酸或盐酸；在仅添加氧化剂的情况下，该氧化剂为卤素；在添加酸和氧化剂两者的情况下，酸使用硫酸时，使用空气作为氧化剂，在酸使用盐酸的情况下，使用氯作为氧化剂。专利技术的效果根据本专利技术，由于可以不使用特别的工序及药品，容易且低成本地由构成镍氢电池的正极材料得到高纯度地含有镍的溶液，因此，可作为电池用材料进行再利用且在工业上起到了显著的效果。附图说明 图1是由本专利技术的镍氢电池等正极材料生成镍溶解液的制造工序图。具体实施方式以下对由本专利技术的镍氢电池等的正极材料得到镍溶解液的方法进行说明。本专利技术为从将使用过的镍氢电池(以下称为镍氢电池)拆解并分别回收的正极材料或者制造工序中产生的不合格品等正极材料中有效率地回收镍的方法，该正极材料采用如下结构:以发泡镍金属作为基材并在表面涂布含有若干量的添加成分的氢氧化镍。在此，收集的正极材料进行水洗(水洗工序)后，用浓度低的酸溶液进行酸洗涤(酸洗工序)，接着经过使用了高浓度的酸或氧化剂、或者酸和氧化剂两者的浸出处理(溶解工序)得到含有镍的水溶液。另外，正极材料也含有钴，但钴也同样地成为溶解液，接下来通过溶剂萃取等已知的处理方法分离镍与钴，进而也分离残留的其它元素，由此最终得到高纯度的镍溶液。该镍溶液可用作新电池材料的制造原料。另外，镍氢电池等也有时含有锌，但在该锌在接下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.含镍酸性溶液的制造方法，其特征在于，通过经过下述(I) (3)所示的工序对镍氢电池的正极材料进行处理，由此得到含镍的酸性溶解液: (1)水洗工序:向在镍氢电池的正极材料中加入水进行水洗，之后进行分离而得到水洗后正极材料和水洗浆料； (2)酸洗工序:向在上述水洗工序形成的水洗后正极材料中加入酸并进行混合，一边将PH值维持在0.0以上且3.5以下的范围，一边分离、生成酸洗后正极材料和酸洗浆料； (3)溶解工序:向在上述酸洗工序得到的酸洗后正极材料中添加酸及氧化剂两者，或者酸、氧化剂中的任一个，分离成镍溶解液和溶解残...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊田直子，浅野聪，高野雅俊，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：
国别省市：