CN102304620A - 一种废旧镍氢电池综合回收处理方法 - Google Patents

一种废旧镍氢电池综合回收处理方法 Download PDF

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Abstract

一种废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：（1）将废旧镍氢电池进行破壳处理，分选出正极、负极、隔膜和钢壳；（2）将隔膜按每2L～3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，反应0.5h～2h，过滤；（3）将正极和负极分别进行球磨，分别过≤75目筛网，并对正极筛上物旋风分离回收粗镍，对负极筛上物旋风分离回收粗铜；（4）将正负极筛下物一起按每3L～6L硫酸溶液投入1kg筛下物的比例投入2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，升温至50℃～95℃，反应2h～8h，过滤；（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至50℃～100℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子理论计算量2～4倍的可溶性碱金属盐，调节pH为1～5，反应1h～4h，过滤；（6）对滤液进行多级萃取除杂。本发明工艺简单，成本低，对环境污染少，回收率高。

Description

一种废旧镍氢电池综合回收处理方法
技术领域
本发明涉及一种废旧镍氢电池综合回收处理方法。
背景技术
镍氢电池由于其独特的优点，应用非常广泛。镍氢电池中含有相当数量的镍、钴、稀土、铜和铁等金属元素，通过对废旧镍氢电池进行回收，获得显著经济效益的同时可减少环境污染，具有很好的社会效益。目前国内外，废旧镍氢电池的回收方法主要有火法冶金与湿法冶金两种。火法冶金是以生产镍铁合金为目标的废旧电池处理方法，但火法冶金得到的合金价值较低，贵重金属钴、稀土、铜也进入了炉渣，资源浪费较大，污染也较为严重。湿法冶金一般通过破碎，磁力分选，酸溶，除杂，分离和电解分别提出各种有价金属。但此方法，工艺较为复杂，且试剂消耗量大。
CN101886178A于2010年11月17日公开了一种废旧镍氢电池综合回收方法，该方法主要经破碎，磁力分选，酸溶，分离和除杂等步骤对废旧镍氢电池进行回收。该方法在回收过程中，对废旧镍氢电池直接进行破碎，再进行磁选、过筛，使得钢壳与电芯分离不彻底，较细的钢壳进入筛下粉末中，导致反应过程用酸量增大，造成浪费的同时也使得溶液中铁杂质量的含量较高，影响了后期的除杂效率，也提高了生产成本。此外，该方法无法对镍氢电池负极基体材料铜网进行回收，造成资源浪费，回收效果尚欠理想。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单，成本低，对环境污染少，回收效果好的废旧镍氢电池综合回收处理方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）将废旧镍氢电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳等；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2L～3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入浓度为2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，反应0.5h～2h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用≤75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每3L～6L硫酸溶液投入1kg筛下物的比例投入浓度为2mol/～6mol/L硫酸溶液中，升温至50℃～95℃，反应2h～8h，过滤，得到滤渣和滤液； 
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至50℃～100℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子理论计算量2～4倍的可溶性碱金属盐，调节pH为1～5，进行稀土沉淀反应，反应1h～4h，过滤，得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得的滤液进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
进一步，步骤（5）中，所述可溶性碱金属盐优选硫酸钠或氯化钠。
进一步，步骤（5）中，所述pH的调节物质优选碳酸钠或氢氧化钠。
进一步，步骤（6）中，所述萃取所用萃取溶剂优选2-乙基己基磷酸。
本发明通过物理方法从正负极极片中分离回收粗铜、粗镍等有价物质，减少了进入化学分离过程的金属量，减少了化学反应过程试剂的使用量，降低了反应时间与能耗，工艺简单，回收率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧镍氢电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳等；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入5mol/L硫酸溶液中，反应1.5h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每4L硫酸溶液投入1kg筛下物的比例投入5mol/L硫酸溶液中，升温至85℃，反应4h，过滤得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至90℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子2倍的硫酸钠，通过加入碳酸钠调节pH为2.5，进行稀土沉淀反应，反应2h，过滤得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为98.9%，钴的回收率为99.1%，稀土回收率为97.5%。
实施例2
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧镍氢电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳等；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2.5L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入3mol/L硫酸溶液中，反应1.5h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每3L硫酸溶液加入1kg筛下物投入浓度为4mol/L硫酸溶液中，升温至80℃，反应4h，过滤得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至70℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子2.5倍的氯化钠，通过加入氢氧化钠调节pH为4，进行稀土沉淀反应，反应3h，过滤得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为98.5%，钴的回收率为97.4%，稀土的回收率为96.3%。
实施例3                                     
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳等；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入2mol/L硫酸溶液中，反应2h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每6L硫酸溶液加入1kg筛下物投入浓度为2mol/L硫酸溶液中，升温至95℃，反应2h，过滤得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至50℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子3倍的硫酸钾，通过加入碳酸钠调节pH为3，进行稀土沉淀反应，反应4h，过滤得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为96.2%，钴的回收率为98.4%，稀土回收率为97.8%。
实施例4
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳等；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入6mol/L硫酸溶液中，反应0.5h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每4L硫酸溶液加入1kg筛下物投入浓度为3mol/L硫酸溶液中，升温至70℃，反应5h，过滤，得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至100℃，并加入沉淀稀土所需金属离子3倍的氯化钾，通过加入氢氧化钠调节pH为1，进行稀土沉淀反应，反应1h，过滤，得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为99.2%，钴的回收率为99.7%，稀土回收率为97.9%。
实施例5
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入6mol/L
硫酸溶液中，反应1.5h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每4L硫酸溶液加入1kg筛下物投入浓度为6mol/L硫酸溶液中，升温至90℃，反应3h，过滤得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至85℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子2.5倍的硝酸钠，通过加入碳酸钠调节pH为5，进行稀土沉淀反应，反应2h，过滤得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为96.3%，钴的回收率为97.4%，稀土回收率为95.3%。
实施例6
本实施例之废旧镍氢电池综合回收处理方法，包括如下步骤：
（1）对废旧电池进行破壳处理，并分选出正极、负极、隔膜和钢壳；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入2mol/L硫酸溶液中，反应2h，过滤得到隔膜和滤液，滤液进入步骤（5）；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每4L硫酸溶液加入1kg筛下物投入浓度为4mol/L硫酸溶液中，在60℃下反应6h，过滤得到滤渣和滤液；
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至70℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子3倍的硝酸钾，通过加入碳酸钠调节pH为2，进行稀土沉淀反应，反应3h，过滤得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得滤液进入2-乙基己基磷酸的有机溶液中进行多级萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
镍的回收率为97.6%，钴的回收率为98.5%，稀土回收率为96.7%。
显然，本发明不限于以上具体实施方式，还可在本发明权利要求限定的精神内或说明书描述的方案中，改变某些工艺条件或操作步骤，但具有基本相同的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方法及由该方法得到的产品，也属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种废旧镍氢电池综合回收处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将废旧镍氢电池进行破壳处理，分选出正极、负极、隔膜和钢壳；
（2）将步骤（1）所得隔膜按每2L～3L硫酸溶液投入1kg隔膜的比例投入浓度为2mol/L～6mol/L硫酸溶液中，反应0.5h～2h，过滤，得到隔膜和滤液；
（3）将步骤（1）所得正极和负极分别进行球磨，对球磨后的粉末分别采用≤75目的不锈钢筛网过筛，并对正极筛上物进行旋风分离回收粗镍，对负极筛上物进行旋风分离回收粗铜；
（4）将步骤（3）过筛所得正负极筛下物一起按每3L～6L硫酸溶液投入1kg筛下物的比例投入浓度为2mol/～6mol/L硫酸溶液中，升温至50℃～95℃，反应2h～8h，过滤，得到滤渣和滤液； 
（5）将步骤（2）与（4）所得滤液一并升温至50℃～100℃，并加入相当于沉淀稀土所需金属离子理论计算量2～4倍的可溶性碱金属盐，调节pH为1～5，进行稀土沉淀反应，反应1h～4h，过滤，得到稀土复盐和滤液；
（6）将步骤（5）所得的滤液进行萃取除杂，得到含镍、钴的硫酸盐溶液。
2.根据权利要求1所述废旧镍氢电池综合回收处理方法，其特征在于：步骤（5）中，所述可溶性碱金属盐为硫酸钠或氯化钠。
3.根据权利要求1或2所述废旧镍氢电池综合回收处理方法，其特征在于：步骤（5）中，所述pH的调节物质为碳酸钠或氢氧化钠。
4.根据权利要求1或2所述废旧镍氢电池综合回收处理方法，其特征在于：步骤（6）中，所述萃取所用萃取溶剂为2-乙基己基磷酸。
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