CN111048797A - 一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 - Google Patents
一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111048797A CN111048797A CN201911063992.1A CN201911063992A CN111048797A CN 111048797 A CN111048797 A CN 111048797A CN 201911063992 A CN201911063992 A CN 201911063992A CN 111048797 A CN111048797 A CN 111048797A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc
- manganese
- containing compound
- treatment
- oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N manganese zinc Chemical compound [Mn].[Zn] WJZHMLNIAZSFDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 141
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 117
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 117
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 117
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 147
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 115
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 98
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 93
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 93
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 93
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 63
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 60
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 42
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 34
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 30
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 17
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 14
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 12
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 claims description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 9
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 9
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 8
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 8
- SZKTYYIADWRVSA-UHFFFAOYSA-N zinc manganese(2+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[Mn++].[Zn++] SZKTYYIADWRVSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 3
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 claims description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 19
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 6
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 6
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/52—Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,该利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法通过对废锌锰电池的正负电极进行预拆解处理、提料处理和共混氧化物构造处理,以得到相应的锰‑锌共混氧化物,并再对该锰‑锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,从而获得锰‑锌共混氧化纳米材料这一最终产物,该方法能够省去对废锌锰电池的正负极材料分别采用不同回收工艺的麻烦,采用同一回收工艺将该正负极材料进行同步回收制造,从而有效地提高废锌锰电池的电极材料回收效率以及降低回收成本和回收繁复性。
Description
技术领域
本发明涉及废电池材料回收的技术领域,尤其涉及一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法。
背景技术
锌锰电池广泛应用于生活和生成中,锌锰电池主要包括由含锰材料形成的电池正极和由含锌材料形成的电池负极。每年有大量的锌锰电池被制造和使用,由于锌锰电池通常为一次性电池,当锌锰电池使用完毕后就会被废弃,而这些废弃的锌锰电池中包含大量的重金属和电解液,若任由这些废弃的锌锰电池暴露于外界环境中会不可避免产生重金属污染和电解液污染。为了降低对环境的污染和提高金属材料的回收利用率,目前已经对废弃的锌锰电池进行相应回收处理,但是现有关于废弃锌锰电池的回收利用只是简单地对锌锰电池进行分解和清洗,并从中提取可直接循环再用的材料,对于锌锰电池的其他部件材料则直接进行焚烧处理。可见,现有对废弃的锌锰电池的回收处理方式并不能高效地和全面地回收利用锌锰电池的重金属,这严重地降低了锌锰电池的回收效率和回收经济效益。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷,本发明提供一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,该利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤,步骤S1,对废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料,步骤S2,对含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料,步骤S3,对含锰中间产物材料和含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物,步骤S4,对锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料,该方法通过对废锌锰电池的正负电极进行预拆解处理、提料处理和共混氧化物构造处理,以得到相应的锰-锌共混氧化物,并再对该锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,从而获得锰-锌共混氧化纳米材料这一最终产物,该方法能够省去对废锌锰电池的正负极材料分别采用不同回收工艺的麻烦,采用同一回收工艺将该正负极材料进行同步回收制造,从而有效地提高废锌锰电池的电极材料回收效率以及降低回收成本和回收繁复性。
本发明提供一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,,其特征在于,所述利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤:
步骤S1,对所述废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料;
步骤S2,对所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料;
步骤S3,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物;
步骤S4,对所述锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料;
进一步,在所述步骤S1中,对所述废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S101,对所述废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰电池的若干电池碎片;
步骤S102,对所述若干电池碎片进行初级分类处理,以将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S103,对所述电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料;
进一步,在所述步骤S101中,对所述废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰电池的若干电池碎片具体包括,
步骤S1011,对所述废锌锰电池进行电解液排除处理,以去除所述废锌锰电池中的电池电解液;
步骤S1012,对经过所述电解液排除处理后的废锌锰电池进行电极部分的切割处理,以获得若干电池端部部分;
步骤S1013,对所述若干电池端部部分进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰端部的若干电池碎片;
或者,
在步骤S102中,对所述若干电池碎片进行初级分类处理,以将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料具体包括,
步骤S1021,对所述若干电池碎片进行振动筛选处理,以根据电池碎片的重量将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S1022,对所述电极碎片材料进行清洗与干燥处理,以去除所述电极碎片材料中的油性杂质;
进一步,在所述步骤S103中,对所述电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S1031,将所述电极碎片材料放置于磁选溶液中进行充分分散,并在0.5-3mT的磁场感应强度环境下,所述磁选溶液进行搅拌分离处理,其中,所述搅拌分离处理的搅拌频率为5-20r/min和搅拌持续时间为2-10min;
步骤S1032,将所述搅拌分离处理得到的所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料进行清洗处理和风热干燥处理;
进一步,在所述步骤S2中,对所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料具体包括,
步骤S201,将所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S202,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S203,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料;
进一步,在所述步骤S201中,将所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2011,在40-60℃的温度环境中,将所述含锰化合物正极材料溶解于酸度值为20-100g/l的硝酸中,以获得硝酸锰溶液;
步骤S2012,在30-50℃的温度环境中,将所述含锌化合物负极材料溶解于酸度值为30-80g/l的盐酸中,以获得氯化锌溶液;
在所述步骤S202中,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2021,对所述硝酸锰溶液添加碳酸氢铵溶液,以使所述硝酸锰溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得所述满足预设PH值范围的含锰化合物溶液;
步骤S2022,对所述氯化锌溶液添加氨水,以使所述氯化锌溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得所述满足预设PH值范围的含锌化合物溶液;
在所述步骤S203中,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料具体包括,
对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行沉淀物过滤处理和加热浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料;
进一步,在所述步骤S3中,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S301,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料;
步骤S302,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行所述共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物;
步骤S303,对所述锰-锌共混氧化物进行活化处理,以获得活性化锰-锌共混氧化物;
进一步,在所述步骤S301中,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料具体包括,
步骤S3011,对所述含锰中间产物材料在900-1200℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得所述氧化锰材料;
步骤S3012,对所述含锌中间产物材料在800-1000℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得所述氧化锌材料;
或者,
在所述步骤S302中,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行所述共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S3021,在酸性溶液环境下,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行共混聚合反应,以获得所述锰-锌共混氧化物;
步骤S3022,对所述锰-锌共混氧化物进行清洗处理;
进一步,在所述步骤S4中,对所述锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料具体包括,
步骤S401,将所述锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理;
步骤S402,将经过所述纳米结构刻蚀处理的所述锰-锌共混氧化物进行表面活性修饰处理,以得到所述锰-锌共混氧化纳米材料;
进一步,在所述步骤S401中,将所述锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理具体包括,
将所述锰-锌共混氧化物浸泡于碱性的氧化侵蚀溶液中并静置1-2.5h,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理。
相比于现有技术,本发明的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤,步骤S1,对废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料,步骤S2,对含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料,步骤S3,对含锰中间产物材料和含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物,步骤S4,对锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料,该方法通过对废锌锰电池的正负电极进行预拆解处理、提料处理和共混氧化物构造处理,以得到相应的锰-锌共混氧化物,并再对该锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,从而获得锰-锌共混氧化纳米材料这一最终产物,该方法能够省去对废锌锰电池的正负极材料分别采用不同回收工艺的麻烦,采用同一回收工艺将该正负极材料进行同步回收制造,从而有效地提高废锌锰电池的电极材料回收效率以及降低回收成本和回收繁复性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1,为本发明提供的一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法的流程示意图。该利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤:
步骤S1,对该废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料。
优选地,在该步骤S1中,对该废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S101,对该废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于该废锌锰电池的若干电池碎片;
步骤S102,对该若干电池碎片进行初级分类处理,以将该若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S103,对该电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得该含锰化合物正极材料和该含锌化合物负极材料。
优选地,在该步骤S101中,对该废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于该废锌锰电池的若干电池碎片具体包括,
步骤S1011,对该废锌锰电池进行电解液排除处理,以去除该废锌锰电池中的电池电解液;
步骤S1012,对经过该电解液排除处理后的废锌锰电池进行电极部分的切割处理,以获得若干电池端部部分;
步骤S1013,对该若干电池端部部分进行粉碎处理,以获得关于该废锌锰端部的若干电池碎片。
优选地,在步骤S102中,对该若干电池碎片进行初级分类处理,以将该若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料具体包括,
步骤S1021,对该若干电池碎片进行振动筛选处理,以根据电池碎片的重量将该若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S1022,对该电极碎片材料进行清洗与干燥处理,以去除该电极碎片材料中的油性杂质。
优选地,在该步骤S103中,对该电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得该含锰化合物正极材料和该含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S1031,将该电极碎片材料放置于磁选溶液中进行充分分散,并在0.5-3mT的磁场感应强度环境下,该磁选溶液进行搅拌分离处理,其中,该搅拌分离处理的搅拌频率为5-20r/min和搅拌持续时间为2-10min;
步骤S1032,将该搅拌分离处理得到的该含锰化合物正极材料和该含锌化合物负极材料进行清洗处理和风热干燥处理。
步骤S2,对该含锰化合物正极材料和该含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料。
优选地,在该步骤S2中,对该含锰化合物正极材料和该含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料具体包括,
步骤S201,将该含锰化合物正极材料和该含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S202,对该含锰化合物溶液和该含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S203,对该含锰化合物溶液和该含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料。
优选地,在该步骤S201中,将该含锰化合物正极材料和该含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2011,在40-60℃的温度环境中,将该含锰化合物正极材料溶解于酸度值为20-100g/l的硝酸中,以获得硝酸锰溶液;
步骤S2012,在30-50℃的温度环境中,将该含锌化合物负极材料溶解于酸度值为30-80g/l的盐酸中,以获得氯化锌溶液;
在该步骤S202中,对该含锰化合物溶液和该含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2021,对该硝酸锰溶液添加碳酸氢铵溶液,以使该硝酸锰溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得该满足预设PH值范围的含锰化合物溶液;
步骤S2022,对该氯化锌溶液添加氨水,以使该氯化锌溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得该满足预设PH值范围的含锌化合物溶液;
在该步骤S203中,对该含锰化合物溶液和该含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料具体包括,
对该含锰化合物溶液和该含锌化合物溶液分别进行沉淀物过滤处理和加热浓缩处理,以获得该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料。
步骤S3,对该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物。
优选地,在该步骤S3中,对该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S301,对该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料;
步骤S302,将该氧化锰材料和该氧化锌材料进行该共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物;
步骤S303,对该锰-锌共混氧化物进行活化处理,以获得活性化锰-锌共混氧化物。
优选地,在该步骤S301中,对该含锰中间产物材料和该含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料具体包括,
步骤S3011,对该含锰中间产物材料在900-1200℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得该氧化锰材料;
步骤S3012,对该含锌中间产物材料在800-1000℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得该氧化锌材料。
优选地,在该步骤S302中,将该氧化锰材料和该氧化锌材料进行该共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S3021,在酸性溶液环境下,将该氧化锰材料和该氧化锌材料进行共混聚合反应,以获得该锰-锌共混氧化物;
步骤S3022,对该锰-锌共混氧化物进行清洗处理。
步骤S4,对该锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料。
优选地,在该步骤S4中,对该锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料具体包括,
步骤S401,将该锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对该锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理;
步骤S402,将经过该纳米结构刻蚀处理的该锰-锌共混氧化物进行表面活性修饰处理,以得到该锰-锌共混氧化纳米材料。
优选地,在该步骤S401中,将该锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对该锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理具体包括,
将该锰-锌共混氧化物浸泡于碱性的氧化侵蚀溶液中并静置1-2.5h,以对该锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理。
从上述实施例的内容可知,该利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤,步骤S1,对废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料,步骤S2,对含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料,步骤S3,对含锰中间产物材料和含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物,步骤S4,对锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料,该方法通过对废锌锰电池的正负电极进行预拆解处理、提料处理和共混氧化物构造处理,以得到相应的锰-锌共混氧化物,并再对该锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,从而获得锰-锌共混氧化纳米材料这一最终产物,该方法能够省去对废锌锰电池的正负极材料分别采用不同回收工艺的麻烦,采用同一回收工艺将该正负极材料进行同步回收制造,从而有效地提高废锌锰电池的电极材料回收效率以及降低回收成本和回收繁复性。
Claims (10)
1.一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于,所述利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法包括如下步骤:
步骤S1,对所述废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料;
步骤S2,对所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料;
步骤S3,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物;
步骤S4,对所述锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料。
2.根据权利要求1所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S1中,对所述废锌锰电池进行预拆解处理,以获得含锰化合物正极材料和含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S101,对所述废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰电池的若干电池碎片;
步骤S102,对所述若干电池碎片进行初级分类处理,以将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S103,对所述电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料。
3.根据权利要求2所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S101中,对所述废锌锰电池进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰电池的若干电池碎片具体包括,
步骤S1011,对所述废锌锰电池进行电解液排除处理,以去除所述废锌锰电池中的电池电解液;
步骤S1012,对经过所述电解液排除处理后的废锌锰电池进行电极部分的切割处理,以获得若干电池端部部分;
步骤S1013,对所述若干电池端部部分进行粉碎处理,以获得关于所述废锌锰端部的若干电池碎片;
或者,
在步骤S102中,对所述若干电池碎片进行初级分类处理,以将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料具体包括,
步骤S1021,对所述若干电池碎片进行振动筛选处理,以根据电池碎片的重量将所述若干电池碎片初分为电极碎片材料和非电极碎片材料;
步骤S1022,对所述电极碎片材料进行清洗与干燥处理,以去除所述电极碎片材料中的油性杂质。
4.根据权利要求2所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S103中,对所述电极碎片材料进行磁选分类处理,以获得所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料具体包括,
步骤S1031,将所述电极碎片材料放置于磁选溶液中进行充分分散,并在0.5-3mT的磁场感应强度环境下,所述磁选溶液进行搅拌分离处理,其中,所述搅拌分离处理的搅拌频率为5-20r/min和搅拌持续时间为2-10min;
步骤S1032,将所述搅拌分离处理得到的所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料进行清洗处理和风热干燥处理。
5.根据权利要求1所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S2中,对所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物负极材料分别进行提炼处理,以获得含锰中间产物材料和含锌中间产物材料具体包括,
步骤S201,将所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S202,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液;
步骤S203,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料。
6.根据权利要求5所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S201中,将所述含锰化合物正极材料和所述含锌化合物正极材料分别进行酸溶解处理,以获得含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2011,在40-60℃的温度环境中,将所述含锰化合物正极材料溶解于酸度值为20-100g/l的硝酸中,以获得硝酸锰溶液;
步骤S2012,在30-50℃的温度环境中,将所述含锌化合物负极材料溶解于酸度值为30-80g/l的盐酸中,以获得氯化锌溶液;
在所述步骤S202中,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行PH值调整处理,以获得满足预设PH值范围的含锰化合物溶液和含锌化合物溶液具体包括,
步骤S2021,对所述硝酸锰溶液添加碳酸氢铵溶液,以使所述硝酸锰溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得所述满足预设PH值范围的含锰化合物溶液;
步骤S2022,对所述氯化锌溶液添加氨水,以使所述氯化锌溶液的PH值处于6.0-6.5的范围中,从而获得所述满足预设PH值范围的含锌化合物溶液;
在所述步骤S203中,对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液进行过滤处理和浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料具体包括,
对所述含锰化合物溶液和所述含锌化合物溶液分别进行沉淀物过滤处理和加热浓缩处理,以获得所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料。
7.根据权利要求1所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S3中,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料进行共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S301,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料;
步骤S302,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行所述共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物;
步骤S303,对所述锰-锌共混氧化物进行活化处理,以获得活性化锰-锌共混氧化物。
8.根据权利要求7所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S301中,对所述含锰中间产物材料和所述含锌中间产物材料分别进行煅烧处理,以获得氧化锰材料和氧化锌材料具体包括,
步骤S3011,对所述含锰中间产物材料在900-1200℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得所述氧化锰材料;
步骤S3012,对所述含锌中间产物材料在800-1000℃的温度条件下进行煅烧处理,以获得所述氧化锌材料;
或者,
在所述步骤S302中,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行所述共混氧化物构造处理,以获得锰-锌共混氧化物具体包括,
步骤S3021,在酸性溶液环境下,将所述氧化锰材料和所述氧化锌材料进行共混聚合反应,以获得所述锰-锌共混氧化物;
步骤S3022,对所述锰-锌共混氧化物进行清洗处理。
9.根据权利要求1所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S4中,对所述锰-锌共混氧化物进行纳米结构修饰处理,以获得锰-锌共混氧化纳米材料具体包括,
步骤S401,将所述锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理;
步骤S402,将经过所述纳米结构刻蚀处理的所述锰-锌共混氧化物进行表面活性修饰处理,以得到所述锰-锌共混氧化纳米材料。
10.根据权利要求9所述的利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法,其特征在于:
在所述步骤S401中,将所述锰-锌共混氧化物浸泡于氧化侵蚀溶液中,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理具体包括,
将所述锰-锌共混氧化物浸泡于碱性的氧化侵蚀溶液中并静置1-2.5h,以对所述锰-锌共混氧化物进行纳米架空结构刻蚀处理。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911063992.1A CN111048797B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911063992.1A CN111048797B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111048797A true CN111048797A (zh) | 2020-04-21 |
CN111048797B CN111048797B (zh) | 2021-06-04 |
Family
ID=70231958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911063992.1A Active CN111048797B (zh) | 2019-11-04 | 2019-11-04 | 一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111048797B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111710882A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-25 | 金汤杰 | 一种利用废旧锌锰电池制备锂电池负极材料的工艺 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1363963A (zh) * | 2001-01-01 | 2002-08-14 | 刘序达 | 废干电池的回收利用方法 |
CN103102147A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 东南大学 | 用废旧锌锰电池制备锌锰软磁铁氧体的方法 |
CN107792887A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-13 | 江苏理工学院 | 一种高比表面积ZnMn2O4的制备方法 |
CN108808033A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 南京信息工程大学 | 一种利用废旧锌锰电池制备超级电容器电极材料的方法 |
-
2019
- 2019-11-04 CN CN201911063992.1A patent/CN111048797B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1363963A (zh) * | 2001-01-01 | 2002-08-14 | 刘序达 | 废干电池的回收利用方法 |
CN103102147A (zh) * | 2013-02-01 | 2013-05-15 | 东南大学 | 用废旧锌锰电池制备锌锰软磁铁氧体的方法 |
CN107792887A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-03-13 | 江苏理工学院 | 一种高比表面积ZnMn2O4的制备方法 |
CN108808033A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-11-13 | 南京信息工程大学 | 一种利用废旧锌锰电池制备超级电容器电极材料的方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张深根,刘波: "《重金属固废处理及资源化技术[M]. 2016》", 31 December 2016 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111710882A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-09-25 | 金汤杰 | 一种利用废旧锌锰电池制备锂电池负极材料的工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111048797B (zh) | 2021-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6125458B2 (ja) | 廃乾電池からの資源の回収方法および分離、回収設備 | |
WO2017145099A1 (en) | Process for recovery of pure cobalt oxide from spent lithium ion batteries with high manganese content | |
CN105789726A (zh) | 一种以废旧锂离子电池为原料制备镍钴锰三元材料前驱体的方法 | |
WO2017118955A1 (en) | Process for recovering metal values from spent lithium ion batteries with high manganese content | |
KR20120126946A (ko) | 리튬이온전지의 재생공정을 위한 전처리방법 | |
WO2017006209A1 (en) | A method of recovering metals from spent li-ion batteries | |
CN101499547A (zh) | 一种废锂离子电池正极材料的回收方法 | |
EP2631987A1 (en) | Metal ion recovery from battery waste using ammonia | |
CN104911636B (zh) | 一种从废弃金刚石刀具中综合回收金刚石及各种金属资源的清洁工艺 | |
CN110752384B (zh) | 一种废旧锌锰电池的回收再利用方法 | |
CN111048797B (zh) | 一种利用废锌锰电池生产含锌纳米材料的方法 | |
CN110695048A (zh) | 一种废旧铅蓄电池回收利用加工方法 | |
EP4199184A1 (en) | Method for processing waste lithium battery separator paper | |
JP4099057B2 (ja) | リチウムイオン電池内のコバルト回収方法およびコバルト回収システム | |
CN113881850B (zh) | 同时回收锂离子电池正极和负极的方法 | |
CN113881851B (zh) | 采用多层电极结构同时回收锂离子电池正极和负极的方法 | |
Yan et al. | Improved advanced oxidation process for in situ recycling of al foils and cathode materials from spent lithium-ion batteries | |
US11578387B2 (en) | Chemical process for the recovery of alkaline and zinc-carbon battery components | |
CN1033761C (zh) | 从含氧化铅和/或含金属铅的材料提取金属铅的湿冶法 | |
JP2016009613A (ja) | リチウムイオン二次電池の正極からの有価物の回収方法 | |
Meshram et al. | Extraction of metals from spent lithium ion batteries–Role of acid, reductant and process intensification in recycling | |
JP6798918B2 (ja) | リチウムイオン電池スクラップの処理方法 | |
US20210050634A1 (en) | Method for recycling lithium-ion batteries | |
CN102956937A (zh) | 废旧锂电池处理方法 | |
WO2013076812A1 (ja) | ニッケル含有酸性溶液の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |