CN106222456B - 一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法，所述方法包括A破碎处理、B酸浸处理、C一次固液分离、D一次沉淀处理、E二次固液分离、F硫酸稀土复盐转型处理、G稀土沉淀提取，合计7个步骤。相比稀土硫酸盐而言，碳酸稀土沉淀易于溶解，不仅利于进一步深加工，而且能很好的和废旧镍氢电池中镍钴分离，不但利于稀土的回收利用，还能回收利用其他有价金属。这个反应在常压下进行，反应温度较低所以能耗较低。在15摄氏度的温度条件下粉碎废旧镍氢电池不但可以降低废旧镍氢电池有害物质的挥发，还能让废旧镍氢电池更容易破碎，为了防止废旧镍氢电池在破碎过程中因为撞击升温，在寒冷冬季粉碎废旧镍氢电池最为适宜。

Description

一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法
技术领域
本发明涉及废旧镍氢电池中有价金属回收利用技术领域，具体是一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方。
背景技术
废旧镍氢电池中含有大量的镍、钴、锰以及稀土等元素，其中稀土元素的含量约为12％左右，稀土元素在自然界中属于稀有资源，含量较低，目前，广泛地应用于电子、石油化工、冶金、机械、能源、轻工、环境保护、农业等领域。因此，能将其回收不但有显著的经济效益，而且还能减少环境污染，节约能源，降低能耗。以往镍氢电池回收方法主要采用传统的选冶工艺回收其中的镍，对电池中的稀土元素等采取填埋处理，这种做法不仅造成环境污染，而且浪费了大量的稀土资源。近年来，回收电池中的稀土主要采用加入无水硫酸钠沉淀稀土，稀土以稀土硫酸盐的形式沉淀。这种方法，工艺虽然简单易行，但是得到的稀土硫酸盐溶解性很差、热稳定性高，不仅不利于进一步深加工，而且很难返回到稀土生产系统，进行重复再利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方，以解决现有技术稀土硫酸盐溶解性很差、热稳定性高，不仅不利于进一步深加工，而且很难返回到稀土生产系统，进行重复再利用的问题。
本发明解决技术问题的技术方案为：一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法，所述方法包括A破碎处理、B酸浸处理、C一次固液分离、D一次沉淀处理、E二次固液分离、F硫酸稀土复盐转型处理、G稀土沉淀提取，合计7个步骤。
A破碎处理：在干燥状态下，将废旧镍氢电池降温至15摄氏度，之后对温度在15摄氏度的废旧镍氢电池进行破碎处理，处理后的碎渣温度低于18摄氏度；
B酸浸处理：将碎渣加入硫酸按液固比为8-12:1用1.5mol/L硫酸进行浆化，加入30％的双氧水加热反应一段时间(说明硫酸的浓度)，直到混合物中固液物质的百分比不再发生变化；
C一次固液分离：酸浸处理后的混合进行固液分离处理得到滤液A和滤渣A，其中滤液A为富含稀土和钴、铁、锰等杂质的硫酸镍溶液，滤渣A为无用残渣；
D一次沉淀处理：在得到的滤液A入一定量的硫酸钠固体，加入过程伴随均匀搅拌，硫酸钠固体的加入量为理论用量1～5倍；反应温度控制在50～95℃之间，反应持续5～60分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1～3之间即可；
E二次固液分离：对经过一次沉淀处理的滤液A进行固液分离，得到滤液B和滤渣B，溶液B富含镍、钴，通过常规方法可以得到镍钴，滤渣B的主要成分为硫酸稀土复盐；
F硫酸稀土复盐转型处理：向滤渣B中加入碳酸钠溶液(说明碳酸氢钠溶液的浓度)，加入过程伴随均匀搅拌，碳酸钠溶液的加入量为理论用量1～5倍，反应温度控制在70～95℃，反应持续5～120分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1～3之间即可；
G稀土沉淀提取：对硫酸稀土复盐转型处理步骤后得到的混合物进行固液分离，得到的沉淀即为碳酸稀土沉淀。
本发明的有益效果在于：相比稀土硫酸盐而言，碳酸稀土沉淀易于溶解，不仅利于进一步深加工，而且能很好的和废旧镍氢电池中镍钴分离，不但利于稀土的回收利用，还能回收利用其他有价金属。这个反应在常压下进行，反应温度较低所以能耗较低。在15摄氏度的温度条件下粉碎废旧镍氢电池不但可以降低废旧镍氢电池有害物质的挥发，还能让废旧镍氢电池更容易破碎，为了防止废旧镍氢电池在破碎过程中因为撞击升温，在寒冷冬季粉碎废旧镍氢电池最为适宜。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1。
A破碎处理：取镍氢废旧电池废料95g，在干燥状态下，将废旧镍氢电池降温至15摄氏度，之后对温度在15摄氏度的废旧镍氢电池进行破碎处理，处理后的碎渣温度低于18摄氏度；
B酸浸处理：将碎渣按液固比为10.7:1用1.5mol/L硫酸进行浆化，加入30％的双氧水加热反应一段时间(说明硫酸的浓度)，直到混合物中固液物质的百分比不再发生变化，pH值为1.5时；
C一次固液分离：酸浸处理后的混合进行固液分离处理得到滤液A和滤渣A，其中滤液A为富含稀土和钴、铁、锰等杂质的硫酸镍溶液，滤渣A为无用残渣；
D一次沉淀处理：在得到的滤液A中加入硫酸钠固体10g，加入过程伴随均匀搅拌；反应温度控制在80℃之间，反应持续35分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1即可；
E二次固液分离：对经过一次沉淀处理的滤液A进行固液分离，得到滤液B和滤渣B，溶液B富含镍、钴，通过常规方法可以得到镍钴，滤渣B的主要成分为硫酸稀土复盐；
F硫酸稀土复盐转型处理：对滤渣B进行过滤、洗涤，之后在滤渣B中加入50g/L碳酸钠溶液1L，加入过程伴随均匀搅拌，反应温度控制在80℃，反应持续60分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1即可；
G稀土沉淀提取，对硫酸稀土复盐转型处理步骤后得到的混合物进行固液分离，得到的沉淀即为碳酸稀土沉淀，碳酸稀土沉淀重20.24g。
取少量样品送检，其XRD图谱见图1。分别取20g干燥后稀土碳酸盐和稀土硫酸盐，加入2mol/L的盐酸溶解，当加至80mL时，稀土碳酸盐全部溶解而稀土硫酸盐只有少量溶解，将两种溶液分别过滤，得到不溶物，将其干燥、称重，结果见表1。
分别取100g干燥后稀土碳酸盐和稀土硫酸盐，加入2mol/L的盐酸溶解，当加至750mL时，稀土碳酸盐全部溶解而稀土硫酸盐只有少量溶解，将两种溶液分别过滤，得到不溶物，将其干燥、称重，结果见表2。
表1稀土硫酸盐与稀土碳酸盐溶解性对照表
实施例2。
A破碎处理：取镍氢废旧电池废料2000g，在干燥状态下，将废旧镍氢电池降温至15摄氏度，之后对温度在15摄氏度的废旧镍氢电池进行破碎处理，处理后的碎渣温度低于18摄氏度；
B酸浸处理：将碎渣按液固比为10:1用1.5mol/L硫酸进行浆化，加入30％的双氧水加热反应一段时间(说明硫酸的浓度)，直到混合物中固液物质的百分比不再发生变化，pH值为2时；
C一次固液分离：酸浸处理后的混合进行固液分离处理得到滤液A和滤渣A，其中滤液A为富含稀土和钴、铁、锰等杂质的硫酸镍溶液，滤渣A为无用残渣；
D一次沉淀处理：在得到的滤液A中加入硫酸钠固体200g，加入过程伴随均匀搅拌；反应温度控制在85℃之间，反应持续50分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到3即可；
E二次固液分离：对经过一次沉淀处理的滤液A进行固液分离，得到滤液B和滤渣B，溶液B富含镍、钴，通过常规方法可以得到镍钴，滤渣B的主要成分为硫酸稀土复盐；
F硫酸稀土复盐转型处理：对滤渣B进行过滤、洗涤，之后在滤渣B中加入50g/L碳酸钠溶液16.5L，加入过程伴随均匀搅拌，反应温度控制在70℃，反应持续90分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到3即可；
G稀土沉淀提取，对硫酸稀土复盐转型处理步骤后得到的混合物进行固液分离，得到的沉淀即为碳酸稀土沉淀，碳酸稀土沉淀重447.1g。
表2稀土硫酸盐与稀土碳酸盐溶解性对照表

Claims (1)

1.一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法，所述方法包括以下步骤：
A破碎处理：在干燥状态下，将废旧镍氢电池降温至15摄氏度，之后对温度在15摄氏度的废旧镍氢电池进行破碎处理，处理后的碎渣温度低于18摄氏度；
B酸浸处理：将碎渣按液固比为8-12:1用1.5mol/L硫酸进行浆化，加入30%的双氧水加热反应一段时间，直到混合物中固液物质的百分比不再发生变化；
C一次固液分离：酸浸处理后的混合物进行固液分离处理得到滤液A和滤渣A，其中滤液A为富含稀土和钴、铁、锰杂质的硫酸镍溶液，滤渣A为无用残渣；
D一次沉淀处理：在得到的滤液A入一定量的硫酸钠固体，加入过程伴随均匀搅拌，硫酸钠固体的加入量为理论用量1~5倍；反应温度控制在80℃，反应持续35分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1~3之间即可；
E二次固液分离：对经过一次沉淀处理的滤液A进行固液分离，得到滤液B和滤渣B，溶液B富含镍、钴，通过常规方法可以得到镍钴，滤渣B的主要成分为硫酸稀土复盐；
F硫酸稀土复盐转型处理：向滤渣B 中加入碳酸钠溶液50g/l，加入过程伴随均匀搅拌，碳酸钠溶液的加入量为理论用量1~5倍，反应温度控制在80℃，反应持续5~120分钟，反应结束后溶液中再无新的沉淀物产生且pH值达到1~3之间即可；
G稀土沉淀提取，对硫酸稀土复盐转型处理步骤后得到的混合物进行固液分离，得到的沉淀即为碳酸稀土沉淀。
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