CN111926184A - 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法 - Google Patents

一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111926184A
CN111926184A CN202010613420.2A CN202010613420A CN111926184A CN 111926184 A CN111926184 A CN 111926184A CN 202010613420 A CN202010613420 A CN 202010613420A CN 111926184 A CN111926184 A CN 111926184A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cobalt
copper
manganese
iron
aluminum
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
Application number
CN202010613420.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111926184B (zh
Inventor
许开华
李琴香
苏陶贵
张坤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Original Assignee
Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingmen GEM New Material Co Ltd filed Critical Jingmen GEM New Material Co Ltd
Priority to CN202010613420.2A priority Critical patent/CN111926184B/zh
Publication of CN111926184A publication Critical patent/CN111926184A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111926184B publication Critical patent/CN111926184B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • C22B7/007—Wet processes by acid leaching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20—Silicates
    • C01B33/32—Alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00—Compounds of copper
    • C01G3/10—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G45/00—Compounds of manganese
    • C01G45/10—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G51/00—Compounds of cobalt
    • C01G51/10—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/10—Sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/02—Roasting processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0063—Hydrometallurgy
    • C22B15/0065—Leaching or slurrying
    • C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
    • C22B15/0071—Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00—Obtaining aluminium
    • C22B21/0015—Obtaining aluminium by wet processes
    • C22B21/0023—Obtaining aluminium by wet processes from waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
    • C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
    • C22B23/0407—Leaching processes
    • C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
    • C22B23/043—Sulfurated acids or salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C22B26/12—Obtaining lithium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
    • C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
    • C22B3/3846—Phosphoric acid, e.g. (O)P(OH)3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B47/00—Obtaining manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—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

Abstract

本发明的一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，包括以下步骤：将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末混合破碎、焙烧，得到焙烧物料；将焙烧物料与水混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；将含锂溶液浓缩结晶得到硅酸锂；将滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，得到浸出物料；将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0‑5.5除铝、铁，得到除杂液；将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜后再萃取分离镍、钴、锰。本发明能够促进钴的浸出效果、使白合金中的钴浸出率提高到99％以上。

Description

一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法
技术领域
本发明涉及资源循环技术领域，具体涉及一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法。
背景技术
钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴在蓄电池行业、金刚石工具行业和催化剂行业的应用也进一步扩大，从而对金属钴的需求呈上升趋势。钴白合金是以钴铜铁为主要成分的冶炼中间产品，钴白合金中硅含量很高，且金属大部分以单质或合金或金属共熔体形式呈包裹状存在。白合金处理工艺现状有：(1)火法-湿法结合工艺，在1300℃添加CaCO3焙烧造渣，然后用硫酸浸出，钴浸出率最高也只有97％左右。该方法工艺流程长、成本高。(2)氧化酸浸法(常压和加压)，由于反应过程生成硅酸胶体包裹于合金颗粒表面，阻碍了液固反应介面层氢离子和金属阳离子的扩散，即使延长反应时间，也很难实现钴的完全浸出。
锂离子电池自1990年问世以来，发展很迅速。锂离子电池由外壳和内部电芯组成，外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳；电池的内部电芯为卷式结构，主要由正极、负极、隔离膜、电解液组成。废旧锂离子电池在经过破碎、分选等一系列预处理之后，得到富含锂、镍、钴、锰、碳、铝、铜以及氟元素的电池黑粉。通常，电池黑粉采用湿法浸出工艺来回收其中的有价金属，其中氟元素对设备存在一定腐蚀。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，该方法能够避免钴白合金浸出过程中生成硅胶膜包裹，促进钴的浸出效果、使白合金中的钴浸出率提高到99％以上。
本发明采用以下技术方案：
一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比(1-5):1进行混合破碎，得到混合物料；
(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为500℃-800℃、焙烧时间为1h-5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:(1-3)，氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的1-3倍；
(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:(3-5)混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到混合物，混合物为含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；
(4)将含锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂；
(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，当滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的质量百分含量均小于0.15％时停止浸出反应，得到浸出物料；
(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；
(7)将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁，得到除杂液；
(8)将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液，将分铜后液萃取分离镍、钴、锰。
根据上述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(5)中滤渣与水的固液质量比为1:(3-5)，硫酸的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1-1.5倍，双氧水的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1.5-2.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为70℃-85℃、反应时间为1h-8h。
根据上述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(7)中采用液碱、碳酸盐中的一种或两种将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁。
根据上述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(8)中将除杂液用CP150铜萃取剂萃取分离铜；步骤(8)中将分铜后液用P204萃取剂萃取分离镍、钴、锰。
根据上述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(1)中电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 10％-30％、Ni≤30％、Mn≤15％、Cu 0.5％-2％、Al 0.5％-2％、Fe 0.01％-0.1％、Li 2.0％-5.0％、F 0.001％-0.1％、C 10％-30％；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30％-40％、Ni 0.4％-1％、Cu 15％-20％、Fe 30％-40％、Si 2％-12％。
本发明的有益技术效果：本发明将高硅钴白合金粉末与电池黑粉混合，在500-800℃有水蒸汽和氢气条件下进行焙烧反应，使电池黑粉中的氟元素与高硅钴白合金中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体，除去氟元素和部分二氧化硅；同时碳在高温下将电池黑粉中的LiMO2(M为钴、镍、锰元素)还原成钴、镍、锰金属和氧化锂，氧化锂与二氧化碳和水汽反应生成碳酸锂和氢氧化锂，碳酸锂和氢氧化锂与二氧化硅反应生成硅酸锂。将焙烧反应后得到的焙烧物料加水湿式球磨过滤，氧化锂滤液为含锂溶液，球磨过滤后的球磨渣在硫酸和双氧水条件下浸出、加碱调pH除杂分离铁、铝，再用CP150铜萃取剂萃取分离铜、P204萃取剂萃取分离钴、镍、锰元素。通过电池黑粉与高硅钴白合金协同处理，利用电池黑粉中的氟元素与白合金中的二氧化硅反应生成SiF4，避免白合金浸出过程中生成硅胶膜包裹，促进钴的浸出效果，使白合金中的钴浸出率提高到99％以上。
具体实施方式
本发明的一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，包括以下步骤：(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比(1-5):1进行混合破碎，得到混合物料；电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 10％-30％、Ni≤30％、Mn≤15％、Cu 0.5％-2％、Al0.5％-2％、Fe 0.01％-0.1％、Li 2.0％-5.0％、F 0.001％-0.1％、C 10％-30％；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30％-40％、Ni 0.4％-1％、Cu 15％-20％、Fe30％-40％、Si 2％-12％。
(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为500℃-800℃、焙烧时间为1h-5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:(1-3)，氢气的加入量为电池黑粉中钴的摩尔数、镍的摩尔数、锰的摩尔数之和的1-3倍；
(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:(3-5)混合后依次进行湿法球磨、过100目筛分、过滤、洗涤，得到混合物，混合物为含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣。
(4)将含锂溶液进行浓缩结晶，得到硅酸锂。
(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，当滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的质量百分含量均小于0.15％时停止浸出反应，得到浸出物料；滤渣与水的固液质量比为1:(3-5)，硫酸的加入量为滤渣中镍的摩尔数、钴的摩尔数、锰的摩尔数、铝的摩尔数、铜的摩尔数、铁的摩尔数之和的1-1.5倍，双氧水的加入量为滤渣中镍的摩尔数、钴的摩尔数、锰的摩尔数、铝的摩尔数、铜的摩尔数、铁的摩尔数之和的1.5-2.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为70℃-85℃、反应时间为1h-8h。
(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣。
(7)采用液碱、碳酸盐中的一种或两种将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5，除去Fe、Al等杂质元素，得到除杂液。
(8)将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液，将分铜后液萃取分离镍、钴、锰，得到硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液。优选的，将除杂液用CP150(磷酸三丁酯)铜萃取剂萃取分离铜；将分铜后液用P204(二(2-乙基己基)磷酸酯)萃取剂萃取分离镍、钴、锰。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比2:1进行破碎、混合均匀，得到混合物料；电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 26.8％、Ni 0.1％、Mn 0.1％、Cu1.68％、Al 1.34％、Fe 0.09％、Li 2.65％、F 0.01％、C 12.34％；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 39.60％、Ni 0.61％、Cu 19.37％、Fe 39.88％、Si 11.62％。
(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为800℃、焙烧时间为1h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:3，氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的3倍。
(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:3混合后依次进行湿法球磨、过100目筛分、过滤、用纯水洗涤至洗水的pH为8.3，得到混合物，混合物为氢氧化锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣。
(4)将硅酸锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂。
(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，得到浸出物料；滤渣按照固液质量比1:3加水浆化，硫酸的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素的摩尔数之和的1.5倍，双氧水的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素的摩尔数之和的2.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为75℃、反应时间为8h。取样检测滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素，停止反应。
(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；酸浸渣中包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.06％、Co 0.09％、Mn 0.03％、Al 0.01％、Cu0.08％、Li 0.02％，镍、钴、锰、铝、铜、铁、锂浸出率均大于99.2％。实施例1的试验条件、酸浸渣包含的组分及其质量百分含量见表1。
(7)采用液碱将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至5.2，除去Fe、Al等杂质元素，得到除杂液。
(8)将除杂液用CP150铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液和硫酸铜溶液，将硫酸铜溶液浓缩结晶得到硫酸铜晶体。将分铜后液用P204萃取剂萃取分离镍、钴、锰，得到硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液。
实施例2
(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比1.2:1进行破碎、混合均匀，得到混合物料；电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 10.3％、Ni 10.1％、Mn 3.68％、Cu 1.22％、Al 0.91％、Fe 0.01％、Li 3.65％、F 0.008％、C 10.69％；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30.10％、Ni 0.45％、Cu 16.27％、Fe 33.68％、Si9.64％。
(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为600℃、焙烧时间为5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:1.5，氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的1.5倍。
(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:5混合后依次进行湿法球磨、过100目筛分、过滤、用纯水洗涤至洗水的pH为8.5，得到混合物，混合物为氢氧化锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣。
(4)将硅酸锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂。
(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，得到浸出物料；滤渣按照固液质量比1:3加水浆化，硫酸的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素的摩尔数之和的1.2倍，双氧水的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素的摩尔数之和的1.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为80℃、反应时间为8h。取样检测滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁元素，停止反应。
(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；酸浸渣中包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.12％、Co 0.15％、Mn 0.09％、Al 0.08％、Cu0.11％、Li 0.06％，镍、钴、锰、铝、铜、铁、锂浸出率均大于99％。实施例2的试验条件、酸浸渣包含的组分及其质量百分含量见表1。
(7)采用液碱、碳酸盐将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至5.0，除去Fe、Al等杂质元素，得到除杂液。
(8)将除杂液用CP150铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液和硫酸铜溶液，将硫酸铜溶液浓缩结晶得到硫酸铜晶体。将分铜后液用P204萃取剂萃取分离镍、钴、锰，得到硫酸镍溶液、硫酸钴溶液、硫酸锰溶液。
对比例1
将高硅钴白合金按液固比5:1加水湿法球磨，过100目筛分，得到含有镍、钴、铜的球磨浆料；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30.10％、Ni 0.45％、Cu16.27％、Fe 33.68％、Si 9.64％。
将球磨浆料加入盐酸后采用双氧水浸出，得到浸出物料和酸浸渣；硫酸的加入量为球磨浆料中镍、钴、铜元素的摩尔数之和的1.2倍，双氧水的加入量为球磨浆料中镍、钴、铜元素的摩尔数之和的1.5倍；浸出的工艺条件为：反应温度为80℃、反应时间为10h。酸浸渣中包含的组分及其质量百分含量为：Ni 0.16％、Co 1.42％、Cu 1.50％。对比例1的试验条件、酸浸渣包含的组分及其质量百分含量见表1。
对比例2
将高硅钴白合金按液固比5:1加水湿法球磨，过100目筛分、脱水，得到含有镍、钴、铜的球磨浆料；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30.10％、Ni 0.45％、Cu16.27％、Fe 33.68％、Si 9.64％。
将球磨浆料加入浓度为25％的氢氧化钠溶液浆化，得到浆化物料，将浆化物料加热至85℃反应3小时脱硅，得到碱浸料；球磨浆料与浓度为25％的氢氧化钠溶液的质量比为1:3。将碱浸料过滤、洗涤后加硫酸、双氧水浸出，得到浸出物料和酸浸渣；硫酸的加入量为碱浸料中镍、钴、铜元素的摩尔数之和的1.2倍，双氧水的加入量为碱浸料中镍、钴、铜元素的摩尔数之和的1.5倍；浸出的工艺条件为：反应温度为80℃、反应时间为2h。酸浸渣中包含的组分及其质量百分含量为：Co 0.48％、Ni 0.07％、Cu 0.16％。对比例2的试验条件、酸浸渣包含的组分及其质量百分含量见表1。
表1实施例和对比例的试验条件、酸浸渣包含的组分及其质量百分含量
Figure BDA0002561300730000071

Claims (5)

1.一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比(1-5):1进行混合破碎，得到混合物料；
(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为500℃-800℃、焙烧时间为1h-5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:(1-3)，氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的1-3倍；
(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:(3-5)混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到混合物，混合物为含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；
(4)将含锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂；
(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，当滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的质量百分含量均小于0.15％时停止浸出反应，得到浸出物料；
(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；
(7)将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁，得到除杂液；
(8)将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液，将分铜后液萃取分离镍、钴、锰。
2.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(5)中滤渣与水的固液质量比为1:(3-5)，硫酸的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1-1.5倍，双氧水的加入量为滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的摩尔数之和的1.5-2.5倍；双氧水浸出的工艺条件为：反应温度为70℃-85℃、反应时间为1h-8h。
3.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(7)中采用液碱、碳酸盐中的一种或两种将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁。
4.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(8)中将除杂液用CP150铜萃取剂萃取分离铜；步骤(8)中将分铜后液用P204萃取剂萃取分离镍、钴、锰。
5.根据权利要求1所述的电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，步骤(1)中电池黑粉包含的组分及其质量百分含量为：Co 10％-30％、Ni≤30％、Mn≤15％、Cu0.5％-2％、Al 0.5％-2％、Fe 0.01％-0.1％、Li 2.0％-5.0％、F 0.001％-0.1％、C 10％-30％；高硅钴白合金包含的组分及其质量百分含量为：Co 30％-40％、Ni 0.4％-1％、Cu15％-20％、Fe 30％-40％、Si 2％-12％。
CN202010613420.2A 2020-06-30 2020-06-30 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法 Active CN111926184B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010613420.2A CN111926184B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010613420.2A CN111926184B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111926184A true CN111926184A (zh) 2020-11-13
CN111926184B CN111926184B (zh) 2021-11-23

Family

ID=73316825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010613420.2A Active CN111926184B (zh) 2020-06-30 2020-06-30 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111926184B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB774706A (en) * 1954-08-16 1957-05-15 Eastern Gas Board Improvements in or relating to the extraction of germanium from flue dust
CN101157982A (zh) * 2006-10-08 2008-04-09 中国恩菲工程技术有限公司 硫酸浸出白合金的方法及充气搅拌浸出槽
CN110541073A (zh) * 2018-05-28 2019-12-06 荆门市格林美新材料有限公司 白合金中综合回收有价金属的回收方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB774706A (en) * 1954-08-16 1957-05-15 Eastern Gas Board Improvements in or relating to the extraction of germanium from flue dust
CN101157982A (zh) * 2006-10-08 2008-04-09 中国恩菲工程技术有限公司 硫酸浸出白合金的方法及充气搅拌浸出槽
CN110541073A (zh) * 2018-05-28 2019-12-06 荆门市格林美新材料有限公司 白合金中综合回收有价金属的回收方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111926184B (zh) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7216945B2 (ja) 三元系電池廃棄物総合回収におけるマンガン－リチウム分離と抽出前溶液調製プロセス及び三元系電池廃棄物からコバルト－ニッケル－マンガン－リチウム元素を総合回収する方法
CN111733328B (zh) 一种回收废旧锂离子电池中有价金属的方法
EP3876337A1 (en) Treatment method of positive electrode active substance waste product of lithium ion secondary battery
CN108550939B (zh) 一种从废旧锂电池中选择性回收锂并制备碳酸锂的方法
CN109110826B (zh) 一种电池级硫酸镍的生产方法
CA3184994A1 (en) Process for recycling cobalt & nickel from lithium-ion batteries
JP6986997B2 (ja) 炭酸リチウムの製造方法及び、炭酸リチウム
JP2013095951A (ja) リチウム回収方法
CN113106257B (zh) 锂电池废料的回收利用方法及其应用
AU2013238535A1 (en) Method for producing high-purity nickel sulfate
CN111254276A (zh) 基于还原钠化焙烧物相转化的废锂离子电池粉末选择性提取有价金属方法
CN113957252B (zh) 一种选择性回收废旧锂电池中有价金属的方法
CN110963515A (zh) 一种从粉煤灰中回收氧化铝的方法
CN111180819B (zh) 一种电池级Ni-Co-Mn混合液和电池级Mn溶液的制备方法
CN114506834A (zh) 磷酸铁锂废粉的处理方法及碳包覆磷酸铁锂
CN109593974A (zh) 一种从锂矿中提取锂的方法
CN117285054B (zh) 一种从铝电解质提锂制备碳酸锂的方法
CN111926184B (zh) 一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法
CN113122725A (zh) 一种提升废旧锂电池金属回收率及纯度的方法
CN115852152B (zh) 一种协同处理电池黑粉与镍钴氢氧化物的方法
CN116995327A (zh) 一种三元正极废料回收锂的方法
CN116590538A (zh) 一种废旧锂电池优先提锂的方法
CN113582252B (zh) 一种镍钴锰三元前驱体材料的制备方法以及锂离子电池
CN115627535A (zh) 一种铝电解质渣的回收方法
JP7423104B1 (ja) リチウムイオン電池からの金属回収方法

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