CN108103316B - 含锌型电容型镍氢电池回收方法 - Google Patents

含锌型电容型镍氢电池回收方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废旧电池中有价金属的回收利用方法，具体涉及一种含锌型电容型镍氢电池回收方法。将废旧含锌型电容型镍氢电池在水中浸泡放出多余的电；焙烧后拆解去除电池壳，放出电解液，得到电芯；将电芯破碎后再分选，按比重分为碳、隔膜和电极材料；采用碱液溶出电极材料，过滤得到第一滤液和第一滤饼，将第一滤液中加酸调节pH在8‑9，过滤得含锌沉淀和第二滤液；将第一滤饼用有机酸溶解，得到第三滤液，将第二滤液和第三滤液混合，过滤得含钴型氢氧化镍沉淀和第四滤液，将第四滤液中加钠盐，过滤得稀土复盐。本发明能够回收废旧含锌型非对称镍氢电池中的电解液、有价金属，不需要采用常规的萃取分离也能达到回收的目的，减少环境污染。

Description

含锌型电容型镍氢电池回收方法
技术领域
本发明涉及废旧电池中有价金属的回收利用方法，具体涉及一种含锌型电容型镍氢电池回收方法。
背景技术
“冬天怕冷跑不动、电量不足跑不远，电池衰减太快跑不久”是制约我国北方地区纯电动公交车发展的三大难题。目前含锌型电容型镍氢动力电池采用稀土新材料，利用工艺和生产设备的创新成功克服了纯电动公交车动力的寿命短、安全性差、稳定性低、温差影响大、不能快速充电等缺点，可以使电池在低温下使用。随着其使用的逐步推广，已经占据一定的市场。到2020年纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过500万辆。含锌型电容型镍氢动力电池含有大量的镍钴和稀土和少量的锌金属，稀土、镍、钴等稀有资源是不可再生的重要战略资源，在新能源等领域的应用广泛。其有效利用和合理储备对国家安全、经济发展、生态环境等具有重要的意义，引起各国的重视。当前全国有各类公交车50万辆，将10％的公交车发展为纯电动公交车，就是5万辆的市场规模，每辆公交含300kg稀土、1500kg镍，相当于15000吨稀土，75000吨金属镍。电容电池纯电动公交车的成功研发为我国新能源汽车产业打开了高速发展的突破口，也为稀土、镍等稀有资源定向循环提供契机。
专利“废旧镍氢电池中金属元素回收方法(201110304896.9)”，提供了一种废旧镍氢电池中金属元素回收方法。该废旧镍氢电池中金属元素回收方法包括还原焙烧、回收稀土元素、回收锰、回收镍和钴等步骤。
专利“一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法(201610708390.7)”，公开了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。
专利“废旧镍氢电池的回收处理工艺(201710097235.0)”，提供了一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，将物料废旧镍氢电池、还原剂、硫化剂和造渣剂按一定比例加入到石墨坩埚中混合均匀，之后将装有物料的石墨坩埚置于焙烧装置中，焙烧装置开始逐步升温至1450～1600℃并保温一定时间，直至废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，最后冷却取出混合产品。
这几个专利各提供了不同的回收方法，但都是针对传统的镍氢电池。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含锌型电容型镍氢电池回收方法，能够逐步回收废旧含锌型非对称镍氢电池中的电解液、有价金属，不需要采用常规的萃取分离也能达到回收的目的，减少环境污染。
本发明所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，包括以下步骤：
(1)将废旧含锌型电容型镍氢电池在水中浸泡放出多余的电；
(2)然后焙烧后拆解去除电池壳，将电解液放出，得到电芯；
(3)将电芯破碎后进行分选，按比重分为碳、隔膜和电极材料；
(4)采用碱液溶出电极材料，过滤得到第一滤液和第一滤饼，将第一滤液中加入酸调节pH值在8-9，过滤得到含锌物质沉淀和第二滤液；将第一滤饼用有机酸溶解，得到第三滤液，将第二滤液和第三滤液混合，过滤，得到含钴型氢氧化镍沉淀和第四滤液，将第四滤液中加入钠盐，过滤得到稀土复盐。
其中：
步骤(1)在水中浸泡为：常温浸泡30-60min。
步骤(2)中焙烧的温度为100-300℃，焙烧完毕后冷却到30-60℃，手工拆解去除电池壳。
步骤(2)中将电解液放出后在70-100℃蒸干回收KOH。
本发明将废旧含锌型电容型镍氢电池在自来水中常温浸泡30-60min，放出多余的电，在100-300℃焙烧使电池软化变型，冷却到30-60℃手工拆解去除电池壳，将电解液放出，70-100℃蒸干回收KOH。
步骤(3)中的分选为采用风动摇床进行分选，风动摇床参数：筛下空气室数量4个，振动电机功率为25KW，外形尺寸为8150*4030*9315mm，分选介质为空气。
步骤(4)中的碱液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，浓度为60-300g/L。
步骤(4)中加入酸调节pH值在8-9，所用的酸为盐酸、硫酸或醋酸，浓度为0.5-3.0mol/L。
含锌物质沉淀为锌精矿。
步骤(4)中有机酸为苹果酸、酒石酸、草酸或枸椽酸。
步骤(4)中钠盐为硫酸钠或硫酸氢钠。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明针对的是含锌型电容型镍氢电池，不同于传统的镍氢电池，含锌型电容型镍氢电池的负极储氢材料掺杂了锌，如果含锌型电容型镍氢电池按照传统的工艺回收，达不到所有金属都利用的目的，不能实现金属的全循环。
(2)本发明所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，能够逐步回收废旧电池中的电解液、有价金属，不需要采用常规的萃取分离也能达到回收的目的，采用有机酸可以减少环境污染。
附图说明
图1是本发明所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
1、将废旧含锌型电容型镍氢电池在自来水中，常温浸泡60min，放出多余的电，在100℃焙烧使电池软化变型，冷却到30℃手工拆解去除电池壳，将电解液放出，70℃蒸干回收KOH。
2、将电芯用球磨机破碎，利用风动摇床分选，风动摇床参数：筛下空气室数量4个，振动电机功率为25KW，外形尺寸为8150*4030*9315mm，分选介质为空气，分成三部分：碳、隔膜和电极材料。
3、采用碱液溶出电极材料，过滤得到第一滤液和第一滤饼.所述的碱溶液为氢氧化钾，浓度为240g/L。
4、将第一滤液加入酸调节pH值在8得到，过滤得到含锌物质沉淀和第二滤液；所属的酸为盐酸，浓度为0.5mol/L。
5、将第一滤饼用苹果酸溶解，得到第三滤液，第二滤液中加入到第三滤液，过滤，得到沉淀为含钴型氢氧化镍和第四滤液。
6、将第四滤液中加入硫酸钠，过滤得到稀土复盐。
实施例1各金属的回收率见表1。
表1
金属 镍 钴 稀土 锌
回收率％ 90 92 90 89
实施例2
1、将废旧含锌型电容型镍氢电池在自来水中，常温浸泡45min，放出多余的电，在150℃焙烧使电池软化变型，冷却到50℃手工拆解去除电池壳，将电解液放出，100℃蒸干回收KOH。
2、将电芯用球磨机破碎，利用风动摇床分选，风动摇床参数：筛下空气室数量4个，振动电机功率为25KW，外形尺寸为8150*4030*9315mm，分选介质为空气，分成三部分：碳、隔膜和电极材料。
3、采用碱液溶出电极材料，过滤得到第一滤液和第一滤饼.所述的碱溶液为氢氧化钠，浓度为300g/L。
4、将第一滤液加入酸调节pH值在8-9得到，过滤得到含锌物质沉淀和第二滤液；所属的酸为醋酸，浓度为1.0mol/L。
5、将第一滤饼用草酸溶解，得到第三滤液，第二滤液中加入到第三滤液，过滤，得到沉淀为含钴型氢氧化镍和第四滤液。
6、将第四滤液中加入硫酸氢钠，过滤得到稀土复盐。所述的钠盐为硫酸钠、硫酸氢钠。
实施例2各金属的回收率见表2。
表2
金属 镍 钴 稀土 锌
回收率％ 93 91 92 93

Claims (8)

1.一种含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将废旧含锌型电容型镍氢电池在水中浸泡放出多余的电；
(2)然后焙烧后拆解去除电池壳，将电解液放出，得到电芯；
(3)将电芯破碎后进行分选，按比重分为碳、隔膜和电极材料；
(4)采用碱液溶出电极材料，过滤得到第一滤液和第一滤饼，将第一滤液中加入酸调节pH值在8-9，过滤得到含锌物质沉淀和第二滤液；将第一滤饼用有机酸溶解，得到第三滤液，将第二滤液和第三滤液混合，过滤，得到含钴型氢氧化镍沉淀和第四滤液，将第四滤液中加入钠盐，过滤得到稀土复盐；
步骤(4)中有机酸为苹果酸、酒石酸、草酸或枸椽酸。
2.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(1)在水中浸泡为：常温浸泡30-60min。
3.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(2)中焙烧的温度为100-300℃，焙烧完毕后冷却到30-60℃，手工拆解去除电池壳。
4.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(2)中将电解液放出后在70-100℃蒸干回收KOH。
5.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(3)中的分选为采用风动摇床进行分选，风动摇床参数：筛下空气室数量4个，振动电机功率为25KW，外形尺寸为8150*4030*9315mm，分选介质为空气。
6.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(4)中的碱液为氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液，浓度为60-300g/L。
7.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(4)中加入酸调节pH值在8-9，所用的酸为盐酸、硫酸或醋酸，浓度为0.5-3.0mol/L。
8.根据权利要求1所述的含锌型电容型镍氢电池回收方法，其特征在于：步骤(4)中钠盐为硫酸钠或硫酸氢钠。
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