CN111847528A - 除去废旧镍氢电池中铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废旧材料再处理技术领域，具体涉及一种除去废旧镍氢电池中铁的方法。将废旧镍氢电池分离出磺化隔膜和非磺化隔膜材料；将非磺化隔膜材料溶解，分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液；将磺化隔膜细碎后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体经加压后与镍钴溶液在高压釜内混合反应；反应完毕后进行中上层清液转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序。本发明工艺简单，能够将磺化隔膜中的硫以二氧化硫与空气混合物的形式进入镍钴溶液池，进行除铁，去除率大于99.5％，实现硫再利用；SO2氧化后产物为SO4 2‑，不引入其它杂质离子，除铁的成本低，具有重大工业价值。

Description

除去废旧镍氢电池中铁的方法
技术领域
本发明属于废旧材料再处理技术领域，具体涉及一种除去废旧镍氢电池中铁的方法。
背景技术
废旧镍氢电池由金属材料和非金属材料组成，非金属材料主要为磺化隔膜，含有一定量的S，处理不当，会造成硫化物污染；金属材料主要为稀土、镍和钴材料，以及占比很低的铁杂质，金属材料溶解后，Fe随有价金属一同进入镍钴溶液中，当用电积或者沉淀的工艺从浸出液中回收这些有价金属产品时，都必须要进行相应的净化处理。
溶液中有价金属Ni、Co及杂质元素Fe均为变价金属离子，均可以通过氧化中和的方法进行沉淀，欲使Fe从镍钴溶液中分离出来的关键在于选择合适电位的氧化剂，可以将Fe氧化又不会氧化Ni、Co而造成Ni、Co损失。目前，国内外除铁方法主要有黄钠铁矾除铁法、针铁矿法除铁、Fe(OH)3水解法等。黄钠铁矾法除铁最佳pH值为3～4，除铁效果达到99％以上。针铁矿除铁法在湿法冶金工艺中应用最广，在除铁过程中，渣中的铁多以Fe(OH)3的形式呈胶体状存在，过滤性较差，从而产生去除杂质不理想或者钴的损耗高等一些技术难题；且上述2种方法均需要在高温的条件下才能完成，耗费大量的蒸汽；Fe(OH)3水解法除铁也能达到很好的除铁效果，但是渣中夹带的金属含量较高(Ni+Co在20％～30％之间)，铁渣送洗后，金属的回收率只有50％～60％，且易于水解，不易过滤和洗涤，在工业生产时比较难以控制。
进一步的研究发现：SO2分子具有独对电子，在水溶液中与O2结合生成具有强氧化性的活性基团SO3-/HSO3-，该活性基团具有较高电位，可以氧化Fe2+，而在控制合适pH条件下又不会使Ni2+、Co2+氧化，氧化后的Fe再通过调pH水解沉淀而从Ni、Co溶液中分离出来。该方法若能实现，与其它几种除铁方法相比，将会具有如下优点：1)除铁温度低，可在室温下进行，故能耗也相对较低；2)无需添加强氧化剂，从而避免了因局部电势过高而造成有价金属钴的损失；3)SO2氧化后产物为SO4 2-，不引入其它杂质离子。
基本原理为：SO2/O2(空气)混合气在溶液中形成了一种具有强氧化性的活性基团(SO5)-，该基团在温度30～60℃，pH＝3～6条件下能快速氧化Fe2+。
2SO2(g)+O2(g)+2Na2CO3→2Na2SO4+2CO2↑ (1)
2FeSO4(aq)+O2(g)+SO2(g)+3Na2CO3+3H2O→3Na2SO4+2Fe(OH)3(↓)+3CO2↑(2)
针对以上情况，中国专利CN 102634662 A和CN 107760883 A公开了用SO2/O2(空气)混合气催化氧化中和除铁，均采用SO2/O2(空气)混合气进行除铁，取得了较好的效果，但分别存废水排放量大、流程长和用蒸汽将二氧化硫加热使其气化、过滤次数多的问题。
目前的报到都仅限于上述三种方案和两个尚存问题的专利，尚未见新的处理方案的报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，工艺简单，环境友好；铁的去除率大于99.5％，且有效处理磺化隔膜中的S，实现硫再利用。
本发明所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧镍氢电池分离出磺化隔膜和非磺化隔膜材料；
(2)将非磺化隔膜材料溶解，分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液；
(3)将磺化隔膜细碎后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体经加压后与步骤(2)得到的镍钴溶液在高压釜内混合反应；
(4)反应完毕后进行中上层清液转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序。
其中：
步骤(1)中磺化隔膜含硫的质量分数为0.2％～0.5％。在富氧空气中燃烧会生产SO2，与其它气体在喷雾燃烧中形成高温混合气，其中还有水蒸汽等。
步骤(2)为：将非磺化隔膜材料采用硫酸与双氧水的混合溶液进行溶解，其中硫酸与双氧水的摩尔比为10:0.1～1，然后采用氢氧化钠沉淀稀土，经过过滤分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液，镍钴溶液为酸性溶液，pH值为4.5～5.0；硫酸与双氧水的混合溶液相对于非磺化隔膜材料，摩尔浓度过量5％～20％，氢氧化钠加入到后期，pH值会逐渐升高，因为氢氧化钠会中和硫酸，优选地，氢氧化钠的用量与非磺化隔膜材料中的稀土含量的摩尔浓度比为2～2.1:1。如果氢氧化钠用量过低，pH过低，容易析出氢氧化铁絮状物，进入到稀土化合物沉淀中，无法进行后续的分离；如果氢氧化钠用量过高，反应完成后，pH过高，三价铁无法水解生成氢氧化铁，就依然还是以离子形态存在溶液里，无法分离去除。将废旧镍氢电池金属材料先分离出稀土，稀土分离过程中产生的镍钴溶液为弱酸性。
步骤(3)中细碎为细碎至粒径到0.5～10mm，燃烧更充分。
步骤(3)中的富氧空气气氛是指：喷雾燃烧，空气经过加压喷入，相当于单位体积内氧气浓度增加，工业上也可以直接说是富氧空气，氧气含量高，可以充分燃烧隔膜，少产生灰分，尽可能把C元素全部转化为二氧化碳。
步骤(3)中燃烧产生的混合气体包含空气、水蒸汽、燃烧产生的SO2等，步骤(3)中加压压力为0.05～0.15MPa，加压可以提高二氧化硫单位浓度，且加压后能够起到搅拌高压釜内镍钴溶液的作用，由于磺化隔膜中硫含量低，在喷雾燃烧产生的烟气中二氧化硫含量更低，通过加压提高二氧化硫含量。如果压力太低，气体不能搅动高压釜内的溶液，反应效果差，影响除铁率；如果压力太高，控制难度增加，且搅动力度过大，降低安全性，且氢氧化铁沉淀物不易成型，影响除铁率。
步骤(3)中燃烧产生的混合气体经加压后进入高压釜，釜内气压逐渐上升，温度也因为高温混合气体进入逐渐上升，当温度升至30～65℃，压力上升至0.1～0.15MPa时关闭高压釜，在高压釜封闭状态下与步骤(2)得到的镍钴溶液进行充分反应，反应时间为1～2h，高压釜内发生的是一个气相反应，压力在0.1～0.15MPa，可以提高二氧化硫单位浓度，并能够促进加压气体搅拌镍钴溶液，由于磺化隔膜中硫含量低，在喷雾燃烧产生的烟气中二氧化硫含量更低，通过在高压釜加压提高二氧化硫含量。如果压力太低，气体不能搅动溶液，且二氧化硫含量低，反应效果差，影响除铁率；如果压力太高，如果压力太高，控制难度增加，且搅动力度过大，降低安全性，且氢氧化铁沉淀物不易成型，影响除铁率。同时内部进行两阶段搅拌，第一阶段搅拌频率为5～15rpm，持续时间0.1～0.5h，第二阶段不进行搅拌，持续时间0.5～1.5h。本发明采用上述两阶段搅拌，第一阶段搅拌是为了加快反应，由于高压釜内是正压，压力在0.1～0.15MPa，所以搅拌速率不需要太高，频率在5～15rpm，有利于反应，如果不搅拌，上下溶液中的铁不能充分反应，不能全部转化为三价铁，还是有相当部分的铁杂质进入后续溶液，达不到去除效果；如果搅拌频率太高，电机运转造成振动大，密封容易失效，安全性低；第二阶段不搅拌，是因为高压釜内反应为自由基链式反应，速度快，在第一阶段已经全部结束，第二阶段不搅拌是为了让生成物充分沉淀，为后续分离中上层清液做准备。二氧化硫在溶液中氧化二价铁，同时产生酸根离子，pH值降低，降低到2～3.5左右时，就会自动水解析出氢氧化铁，刚析出是是絮状物，然后逐渐成团，颗粒长大形成晶体，变成沉淀物，后续定期过滤就可以分离出铁杂质。采用此种搅拌方式主要是为了在充分发生反应的基础上使Fe(OH)3颗粒长大并沉淀。
在有过渡金属Fe(Ⅱ)、N(Ⅱ)、Co(Ⅱ)存在时，氧气氧化S(IV)的自氧化反应机理是自由基反应机理，SO2 一空气法氧化除铁的机理为自由基链式反应，分为如下步骤：
(1)启动，即亚硫酸盐自由基SO3·一的形成与氧化：
SO2·H2O→HSO3 一+H+
HSO3 一→SO3 2一H+
Fe3++SO3 2一→FeSO3 +
FeSO3 +→Fe2++SO3·一(慢)
SO3·一+O2→SO3·一(快)
(2)活性基团SO3·一氧化Fe2+
Fe2++SO3·一+H+→Fe3++HSO3 一(快)
2Fe2++HSO3 一+H+→2Fe3++SO4 2一+H2O(快)
(3)结束
2HSO3 一→2SO4 2一+O2+2H+
HSO3 一+HSO3 一→2SO4 2一+2H+
在pH>3时，Fe3+发生水解沉淀：
Fe3++3H2O→Fe(OH)3↓+3H+
总的化学反应为：
2Fe2++SO2+O2+6H2O＝2Fe(OH)3↓+SO4 2-+6H+
按照如下公式，下式列出了SO2的消耗计算公式：
Figure BDA0002532056930000041
由于每氧化1mol的Fe2+，需消耗0.5mol的SO2，还有一部分SO2形成的亚硫酸将会被空气氧化成硫酸。本发明步骤(3)采用高压釜，燃烧产生的混合气体加压至0.05～0.15MPa，压力上升至0.1～0.15MPa时关闭高压釜，本发明通过选择上述技术方案，一方面能够提高单位体积内的SO2浓度，另一方面是充分利用混合气加热搅拌镍钴溶液，充分发生反应；反应尽管是自由基链式反应，速度快，但Fe(OH)3颗粒长大需要时间，通过采用第一阶段搅拌频率为5～15rpm，持续时间0.1～0.5h，第二阶段不进行搅拌，持续时间0.5～1.5h，主要是为了在充分发生反应的基础上使Fe(OH)3颗粒长大并沉淀。
步骤(3)中燃烧炉与高压釜是联动的，在关闭高压釜之前，提前2～3分钟停止燃烧炉内的燃烧。
步骤(3)中高压釜内反应完毕后的溶液温度在50～60℃，步骤(3)中在高压釜内混合反应完毕后，打开高压釜上的泄气阀，将高压釜内气体导向氢氧化钙溶液池，经过净化后排放。高压釜内反应完成后，还会有少量的污染气体SO2，基于环保，通入氢氧化钙溶液池中进行化学反应生产硫酸钙等无机物，从而净化尾气。
步骤(4)为：反应完毕后，先清理表面的浮粉，然后进行中上层清液(也就是得到深度净化的镍钴溶液)转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序，底层沉淀物和部分溶液继续留在高压釜内。
混合气中夹杂一些碳灰等，在镍钴溶液表面形成浮粉；Fe杂质在镍钴溶液内的比例很低，形成的氢氧化铁沉淀很少，可以采取每次反应后取中上层净化的镍钴溶液，底部含有沉淀物的溶液继续参与下一次反应，能减少每次过滤的工作量，等到沉淀物积累到一定程度，比如到达高压釜中上部，才开始过滤清理。
高压釜内的镍钴溶液采用混合气体直接加热。
磺化隔膜在燃烧中本身也会产生热量，用于加热，可以降低能耗，同时提高除铁效果。
在步骤(1)的基础上，将步骤(2)的镍钴溶液加入高压釜内，继续步骤(3)和步骤(4)的操作，从而实现循环处理。定期过滤除去高压釜内的沉淀物。
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明将磺化隔膜细碎后在富氧空气气氛下的燃烧，将S转化为SO2，经加压在高压下将镍钴溶液中铁转化为沉淀，从而获得深度净化的镍钴溶液，直接进入三元前驱体合成前期工序，间歇式排放的尾气经过氢氧化钙溶液池吸收后净化排空，实现磺化隔膜中S再利用和除铁的双创效果。
(2)本发明整体工艺简单，环境友好；可以将磺化隔膜中的硫以二氧化硫与空气混合物的形式与镍钴溶液混合反应，进行除铁，去除率大于99.5％，且有效处理磺化隔膜中的S，实现硫再利用，不引入其它杂质离子，除铁的成本低于现有工艺，具有重大工业价值。
(3)本发明将磺化隔膜中的S转化为SO2，将磺化隔膜中的硫以二氧化硫与空气混合物的形式进入与镍钴溶液混合反应，在正压下将镍钴溶液中铁转化为沉淀，从而获得深度净化的镍钴溶液，直接进入三元前驱体合成前期工序，间歇式排放的尾气经过氢氧化钙溶液池吸收后净化排空，实现磺化隔膜中S再利用和镍钴溶液深度除铁的双创效果，回收磺化隔膜中的硫，并以稀硫酸的形式进入后续溶解工序，实现循环利用。
(4)本发明喷雾燃烧产生的气体，本身就是高温气体，不需要气化，由于铁杂质含量低，不需要每次都过滤，可以集中处理很多次，再进行一次过滤，废水量少。
(5)本发明采用高压釜，将燃烧产生的混合气体加压至0.05～0.15MPa，压力上升至0.1～0.15MPa时关闭高压釜发生反应，本发明通过选择上述技术方案，一方面能够提高单位体积内的SO2浓度，另一方面是充分利用混合气加热搅拌镍钴溶液，使反应充分发生，从而提高除铁率；反应尽管是自由基链式反应，速度快，但Fe(OH)3颗粒长大需要时间，通过采用第一阶段搅拌频率为5～15rpm，持续时间0.1～0.5h，第二阶段不进行搅拌，持续时间0.5～1.5h这一搅拌方式，在反应充分发生的基础上使Fe(OH)3颗粒长大并沉淀，从而提高除铁率。
附图说明
图1是本发明所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法的工艺流程图。
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
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧镍氢电池采用机械旋风分离出含硫质量分数为0.5％的磺化隔膜和非磺化隔膜材料；
(2)将非磺化隔膜材料采用硫酸与双氧水的混合溶液溶解，其中硫酸与双氧水的摩尔比为10:0.5，然后采用氢氧化钠沉淀稀土，经过过滤分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液，pH值为5.0；
(3)将磺化隔膜细碎至粒径到5mm后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体采用压缩机进行加压，加压压力为0.15MPa；经加压后的混合气体通入高压釜与镍钴溶液混合，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当镍钴溶液温度逐渐上升至65℃，压力上升到0.14MPa时，停止喷雾燃烧，持续3分钟，压力进一步上升到0.15MPa时关闭高压釜，高压釜封闭状态下进行充分反应，反应时间2h，同时内部进行两阶段搅拌，第一阶段搅拌频率为15rpm，持续时间0.5h，第二阶段搅拌停止，持续时间1.5h。反应结束后，打开高压釜上的泄气阀，将高压釜内气体(尾气)通入氢氧化钙溶液池，经过净化后排放；
(4)镍钴溶液中的杂质铁转化为沉淀，先清理表面的浮粉，然后进行中上层清液转移，直接获得深度净化的镍钴溶液，可以直接进入后续的三元前驱体合成工序；
(5)底层沉淀物和部分溶液继续留在高压釜内。在步骤(1)的基础上，步骤(2)的镍钴溶液加入高压釜内，继续步骤(3)和步骤(4)的操作，从而实现循环处理。
经实施例1处理后，尾气中硫化物排放量小于0.001mg/m3，远低于国家排放标准值0.5mg/m3；镍钴溶液除铁，去除率大于99.6％，净化后的镍钴溶液达到三元前驱体原材料品控要求，燃烧所产生的热量可以完全可以满足镍钴溶液加热需要，热量值的综合利用率达到80％，满足最新节能环保要求。实施例1方法适合于废旧车载镍氢动力电池中磺化隔膜处理和铁的去除。
对比例1
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：燃烧产生的混合气体采用压缩机进行加压，加压压力为0.01MPa；经加压后的混合气体通入高压釜与镍钴溶液混合，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当镍钴溶液温度逐渐上升至65℃，压力上升到0.01MPa时关闭高压釜，高压釜封闭状态下进行充分反应。
对比例1中镍钴溶液的除铁率为93.1％，净化后的镍钴溶液达不到三元前驱体原材料品控要求。
对比例2
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：燃烧产生的混合气体采用压缩机进行加压，加压压力为0.25MPa；经加压后的混合气体通入高压釜与镍钴溶液混合，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当镍钴溶液温度逐渐上升至65℃，压力上升到0.25MPa时关闭高压釜，高压釜封闭状态下进行充分反应。
对比例2中压力太高，溶液搅动太快，生成的絮状物又被打散，无法沉淀分离。
对比例3
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：将步骤(3)中高压釜改为普通釜，在无压力条件下反应。
对比例3存在部分铁杂质没有反应，不能转化为三价铁，还是有相当部分的铁杂质进入后续溶液，达不到去除效果，对比例3中镍钴溶液的除铁率为87.7％，净化后的镍钴溶液达不到三元前驱体原材料品控要求。
对比例4
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：步骤(2)中pH为4。
对比例4中铁杂质进入稀土化合物沉淀，得到的稀土化合物沉淀纯度低，无法完成铁与稀土化合物的分离。
对比例5
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：步骤(2)中pH为5.8。
对比例5中高压釜内反应完成后，由于溶液pH过高，三价铁无法水解生成氢氧化铁，依然还是以离子形态存在溶液里，无法分离去除铁。
对比例6
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：步骤(3)中高压釜内部不进行搅拌。
对比例6不搅拌，上下溶液中的铁不能充分反应，有相当部分的铁杂质进入后续溶液，达不到去除效果，对比例6中镍钴溶液的除铁率为95.5％，净化后的镍钴溶液达不到三元前驱体原材料品控要求。
对比例7
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，采用的工艺与实施例1相同，唯一的不同在于：步骤(3)中高压釜内部一直采用搅拌频率为15rpm搅拌，没有停止搅拌的步骤。
对比例7高压釜内一直搅拌，絮状物一直悬浮，无法聚集长大生成晶体，无法沉淀分层。
实施例2
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧镍氢电池采用机械旋风分离出含硫质量分数为0.2％的磺化隔膜和非磺化隔膜材料；
(2)将非磺化隔膜材料采用硫酸与双氧水的混合溶液溶解，其中硫酸与双氧水的摩尔比为10:0.3，然后采用氢氧化钠沉淀稀土，经过过滤分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液，PH值为4.5；
(3)将磺化隔膜细碎至粒径到1mm后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体采用压缩机进行加压，加压压力为0.1MPa；经加压后的混合气体通入高压釜内与镍钴溶液混合，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当镍钴溶液温度逐渐上升至40℃，压力上升到0.08MPa时，停止喷雾燃烧，持续2分钟，压力进一步上升到0.1MPa时关闭高压釜，高压釜封闭状态下进行充分反应，反应时间1h，同时内部进行两阶段搅拌，第一阶段搅拌频率为5rpm，持续时间0.5h，第二阶段搅拌停止，持续时间0.5h。反应结束后，打开高压釜上的泄气阀，将高压釜内气体(尾气)通入氢氧化钙溶液池，经过净化后排放；
(4)镍钴溶液中的杂质铁转化为沉淀，先清理表面的浮粉，然后进行中上层清液转移，直接获得深度净化的镍钴溶液，可以直接进入后续的三元前驱体合成工序；
(5)底层沉淀物和部分溶液继续留在高压釜内。在步骤(1)的基础上，步骤(2)的镍钴溶液加入高压釜内，继续步骤(3)和步骤(4)的操作，从而实现循环处理。
经实施例2处理后，尾气中硫化物排放量小于0.003mg/m3，远低于国家排放标准值0.5mg/m3；镍钴溶液除铁，去除率大于99.5％，净化后的镍钴溶液达到三元前驱体原材料品控要求，燃烧所产生的热量可以完全可以满足镍钴溶液加热需要，热量值的综合利用率达到85％，满足最新节能环保要求。实施例2方法适合于民品镍氢电池中磺化隔膜处理和铁的去除。
实施例3
一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧镍氢电池采用机械旋风分离出含硫质量分数为0.3％的磺化隔膜和非磺化隔膜材料；
(2)将非磺化隔膜材料采用硫酸与双氧水的混合溶液溶解，其中硫酸与双氧水的摩尔比为10:0.8，然后采用氢氧化钠沉淀稀土，经过过滤后得到镍钴溶液，PH值为4.8；
(3)将磺化隔膜细碎至粒径到8mm后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体采用压缩机进行加压，加压压力为0.12MPa；经加压后的混合气体通入高压釜内与镍钴溶液混合，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当镍钴溶液温度逐渐上升至50℃，压力上升到0.1MPa时，停止喷雾燃烧，持续2.5分钟，压力进一步上升到0.12MPa时关闭高压釜，高压釜封闭状态下进行充分反应，反应时间1.5h，且内部进行两阶段搅拌，第一阶段搅拌频率为10rpm，持续时间0.2h，第二阶段搅拌停止，持续时间1.3h。反应结束后，打开高压釜上的泄气阀，将高压釜内气体(尾气)通入氢氧化钙溶液池，经过净化后排放；
(4)镍钴溶液中的杂质铁转化为沉淀，先清理表面的浮粉，然后进行中上层清液转移，直接获得深度净化的镍钴溶液，可以直接进入后续的三元前驱体合成工序；
(5)底层沉淀物和部分溶液继续留在高压釜内。在步骤(1)的基础上，步骤(2)的镍钴溶液加入高压釜内，继续步骤(3)和步骤(4)的操作，从而实现循环处理。
经实施例3处理后，尾气中硫化物排放量小于0.004mg/m3，远低于国家排放标准值0.5mg/m3；镍钴溶液除铁，去除率大于99.6％，净化后的镍钴溶液达到三元前驱体原材料品控要求，燃烧所产生的热量可以完全可以满足镍钴溶液加热需要，热量值的综合利用率达到90％，满足最新节能环保要求。
实施例3记载的方法适合于稀土新电源中废旧磺化隔膜处理和铁的去除。

Claims (10)

1.一种除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将废旧镍氢电池分离出磺化隔膜和非磺化隔膜材料；
(2)将非磺化隔膜材料溶解，分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液；
(3)将磺化隔膜细碎后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体经加压后与步骤(2)得到的镍钴溶液在高压釜内混合反应；
(4)反应完毕后进行中上层清液转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序。
2.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(1)中磺化隔膜含硫的质量分数为0.2％～0.5％。
3.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(2)为：将非磺化隔膜材料采用硫酸与双氧水的混合溶液进行溶解，其中硫酸与双氧水的摩尔比为10:0.1～1，然后采用氢氧化钠沉淀稀土，经过过滤分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液，镍钴溶液为酸性溶液，pH值为4.5～5.0。
4.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(3)中细碎为细碎至粒径到0.5～10mm。
5.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(3)中加压压力为0.05～0.15MPa。
6.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(3)中燃烧产生的混合气体经加压后进入高压釜，釜内气压逐渐上升，温度也逐渐上升，当温度升至30～65℃，压力上升至0.1～0.15MPa时关闭高压釜，在高压釜封闭状态下与步骤(2)得到的镍钴溶液进行充分反应，反应时间为1～2h，同时内部进行两阶段搅拌，第一阶段搅拌频率为5～15rpm，持续时间0.1～0.5h，第二阶段不进行搅拌，持续时间0.5～1.5h。
7.根据权利要求6所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(3)中燃烧炉与高压釜是联动的，在关闭高压釜之前，提前2～3分钟停止燃烧炉内的燃烧。
8.根据权利要求6所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(3)中在高压釜内混合反应完毕后，打开高压釜上的泄气阀，将高压釜内气体导向氢氧化钙溶液池，经过净化后排放。
9.根据权利要求1所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：步骤(4)为：反应完毕后，先清理表面的浮粉，然后进行中上层清液转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序，底层沉淀物和部分溶液继续留在高压釜内。
10.根据权利要求9所述的除去废旧镍氢电池中铁的方法，其特征在于：在步骤(1)的基础上，将步骤(2)中的镍钴溶液加入高压釜内，继续步骤(3)和步骤(4)的操作，从而实现循环处理。
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