CN113862474B - 一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法，包括，浆料制作、一次酸浸、二次酸浸、高酸酸浸和压滤；其中，浆料为镍钴锰酸锂粉料、水与酸液混合料；所述一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；所述二次酸浸在二次酸浸反应釜进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂。本发明提出的方法能在保证酸浸率的条件下显著提高产能，同时还降低了纯碱的使用量并减轻后续处理负担，在同等设备情况下，本发明连续酸浸的产量是间歇酸浸法的2.5倍以上；本发明连续酸浸出过程中的浸出效率为90％以上。

Description

一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法
技术领域
本发明属于三元锂电池回收利用领域，具体涉及到一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法。
背景技术
随着电动汽车的发展，报废的三元锂电池会越来越多。从这些报废电池经无害化破碎分选出来的三元正极材料、以及从生产过程中的三元正极材料报废料，其回收利用过程需经过酸浸，酸浸出镍钴锰锂金属盐溶液。
镍钴锰盐是三元前驱体的主要生产原料，而三元前驱体则是三元锂电池的主要生产原料。镍钴锰锂的酸浸一般采用硫酸+双氧水的工艺酸浸出镍钴锰锂。三元正极材料报废料的主要化学成分为镍钴锰酸锂LiNixCoyMn1-x-yO2，是一种含高价态镍钴锰的化合物，酸浸时需加还原剂将高价镍钴锰还原成正二价的镍钴锰，其还原剂可用双氧水、亚硫酸钠、或二氧化硫等。用双氧水作还原剂酸浸时反应式为：
2LiNixCoyMn1-x-yO2+3H2SO4+H2O2＝2xNiSO4+2y CoSO4+2(1-x-y)MnSO4+Li2SO4+4H2O+O2
酸浸液通常含有铝、铁等杂质，需要用纯碱将该酸浸液中和到PH等于4左右，经过萃取除杂，分离出镍钴锰和锂盐。酸浸可将大部分镍钴锰锂浸出，剩余的少量浸渣再经过高酸酸浸。但是，在酸浸生产过程中，浓硫酸加入水中稀释时产生热量，酸与原料的反应产生大量热量，酸与杂质特别是原料中的铝粉的反应也释放出大量热。液体温度的升高导致双氧水分解，双氧水的分解又释放出大量热量，这种连锁反应可能引起反应釜冒槽，使生产停滞，甚至出现安全环保事故。
同时，传统三元正极材料的酸浸一般采用硫酸+双氧水酸浸，工艺流程通常采用间歇式反应釜，酸浸过程中伴随大量放热，容易引起温度升高，此类间歇式酸溶的一次酸浸的液体温度能达到90℃以上，温度过高会造成双氧水分解浪费，其次，需等上次投料的一次酸浸结束、反应釜内料液压空，才能进行下一次投料，间隔时间长，设备生产效率较低。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，包括，
浆料制作、一次酸浸、二次酸浸、高酸酸浸和压滤；其中，
浆料为镍钴锰酸锂粉料、水与酸液混合料；
所述一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；
所述二次酸浸在二次酸浸反应釜进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；
所述一次酸浸和二次酸浸通过曝气法控制反应釜内反应温度，一次酸浸反应釜和二次酸浸反应釜连通；
所述一次酸浸、二次酸浸为连续酸浸、连续投料和连续出料。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述浆料制作，包括，将高酸酸浸出液、镍钴锰酸锂粉料以及水充分搅拌，制得的混合料，即为浆料；其中，浆料pH为2～2.5，比重为1.3～1.4。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述一次酸浸，包括，向一次酸浸反应釜内连续加入双氧水，其流量比例于注入的浆料流量，为浆料完全浸出所需理论计算量的45％，即：
双氧水流量＝浆料流量×单位体积的浆料完全浸出时所需双氧水理论量×0.45；
向一次酸浸反应釜连续注入浆料的流量每4小时可置换完一次反应釜内的液体。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述一次酸浸，包括，
向一次酸浸反应釜连续加入硫酸，实现将浆料、双氧水和硫酸混合后pH控制在1～1.5，优选为1.25。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述二次酸浸，包括向二次酸浸反应釜连续加入双氧水，与一次酸浸反应的双氧水流量相同；所述二次酸浸，还包括向第二次反应釜连续加入硫酸，将双氧水、硫酸以及来自一次反应釜溢出口的浆料混合后，pH控制在2～2.5，优选为2.25。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述一次酸浸与二次酸浸，其反应釜容量相同，所述二次酸浸反应浆料酸浸滞留时间为4小时；
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述一次酸浸反应釜的溢出口连接到二次酸浸反应釜的浆料注入口，一次酸浸反应釜的注入口为原料浆料入口，二次酸浸反应釜的溢出口为酸浸后浆料流出口。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述二次酸浸后，还包括压滤，具体为将二次酸浸反应釜溢出口连续流出的浆料，进行压滤，压滤后的浸渣用于后续的高酸酸浸工艺进行处理。
作为本发明所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法的一种优选方案，其中：所述高酸酸浸，包括，
向反应釜内投入的二次酸浸渣，加入液固比为3:1～5:1的水量打浆，连续均匀加入硫酸和双氧水，在6小时内硫酸用量为300g/L，双氧水加量是理论量的100％～120％；
在高酸酸浸6小时后，压滤出高酸浸出液和浸渣，浸出液为高酸酸浸出液用于浆料的制备，浸渣则环保处理掉。
本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供应用于权利要求1～9中任一所述连续酸浸方法的连续酸浸系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种应用于权利要求1～9中任一所述连续酸浸方法的连续酸浸系统，包括，
一次酸浸反应釜，包括，一次酸浸反应釜釜体、浆料进料装置、引风装置、搅拌电机、硫酸进料装置、双氧水进料装置、曝气装置和搅拌桨；其中，曝气装置设置于酸浸反应釜釜体底部；
二次酸浸反应釜，包括，一次酸浸反应釜釜体、引风装置、搅拌电机、硫酸进料装置、双氧水进料装置、曝气装置和搅拌桨；其中，曝气装置设置于酸浸反应釜釜体底部；
反应釜连通装置，一次酸浸反应釜和二次酸浸反应釜通过反应釜连通装置连通。
本发明有益效果：
(1)在酸浸工艺过程中，常规酸浸一般只能处理了约90％的酸浸率，剩下10％的酸浸率需要使用高酸酸浸，因此，一次酸浸反应釜的生产效率与能力是提升整体酸浸效率和能力的关键，针对传统的间歇式反应釜酸浸，本发明提出了一种连续酸浸的方法，是一种通过连续的进料和出料，达到不间断生产的连续酸浸方式。
(2)常规酸浸工艺过程中原料酸浸以后需要除杂，除杂过程又需要将pH回调4，将浆料pH回调到4，这需要使用大量的纯碱，既增加成本又加大后续环节的处理负担；为此，本发明提出将单个反应釜内进行的一次酸浸工艺，分解为在两个反应釜内分别进行的一次酸浸+二次酸浸；本发明将相同用量的酸液和双氧水液体分散于两个反应釜，进行分段控制，在第一个反应釜的pH很低为1～1.5，提高酸浸效率缩短酸浸时间，保证产能；在第二个反应釜的pH则设置较高为2～2.5，在保证酸浸效果的同时又兼顾后续除杂环节的pH回调，在除杂环节可以少使用约98％的纯碱用量；相对于单反应釜的一次酸浸工艺，本发明提出的方法能在保证酸浸率的条件下显著提高产能，同时还降低了纯碱的使用量并减轻后续处理负担，在同等设备情况下，本发明连续酸浸的产量是间歇酸浸法的2.5倍以上；本发明连续酸浸出过程中的浸出效率为90％以上，与间歇酸浸法相比，产能大幅提高且保证了浸出率。
(3)本发明由于实现了曝气降温液体温度控制和连续酸浸生产，便于实现生产过程的自动化控制；更为重要的是，本发明避免了反应釜间歇法生产过程中的温度升高或人工误操作可能带来的冒槽风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明实施例中一次酸浸+二次酸浸的反应釜示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
(1)在投料釜打入高酸浸出液，再投入原料(镍钴锰酸锂粉料)3～4吨打浆1小时，待高酸液与原料充分反应将残酸消耗完，向投料釜中加水并控制投料釜浆料的比重在1.3～1.4之间停止加水，通过泵将投料釜中浆料打入原料中转釜后，待投料釜中浆料转空，即可进行下一釜投料；
(2)原料中转釜的浆料通过泵以5m3/h～6m3/h的流量转到一次酸浸反应釜；当有浆料通过一次或二次酸浸反应釜时，对应的硫酸和双氧水保持持续投加状态，一次酸浸反应釜的硫酸的加入量根据在线pH计控制在1～1.5，双氧水的加量为浆料内理论量完全浸出量的40％～50％；二次酸浸反应釜硫酸加量根据在线pH计控制在2～2.5，双氧水加量与一次酸浸反应釜流量相同；
进一步地，其过程为：
第一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂，其中，向一次酸浸反应釜内连续加入双氧水，其流量比例于注入的浆料流量，为浆料完全浸出所需理论计算量的45％，向一次酸浸反应釜连续加入硫酸，实现将浆料、双氧水和硫酸混合后pH控制在1～1.5，优选为1.25；
第二次酸浸在二次酸浸反应釜进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂，其中，向二次酸浸反应釜连续加入双氧水，与一次酸浸反应的双氧水流量相同，向第二次反应釜连续加入硫酸，为将双氧水、硫酸以及来自一次反应釜溢出口的浆料混合后，pH控制在2～2.5，优选为2.25，双氧水促进了镍钴锰锂的酸浸反应，酸浸反应的消耗了硫酸，浆料的酸度随之降低、pH升高，二次酸浸只需通过减少硫酸的流量，其pH就可控制在2.25左右，如果第二次酸浸PH过低，后续除杂阶段碳酸钠消耗将大幅增加；若pH过高超过2.5，则杂质Fe3+会水解成Fe(OH)3造成铁在酸浸液富集难以压滤，还将导致双氧水利用率的下降；
第一次酸浸和第二次酸浸通过曝气法控制反应釜内反应温度，浓硫酸加入水中时放热，酸与原料反应是个放热反应，酸与杂质特别是原料中的铝粉反应时放出大量热，温度高时导致双氧水分解，双氧水分解过程也会放出大量热量，最终可能会引起冒槽，使生产停滞，严重时会出现安全环保事故；
第一次、二次酸浸通过曝气法控制反应釜液体温度，曝气法控制反应釜液体温度是指反应釜内底部装有曝气盘管，通过选择配套的罗茨风机，往液体内鼓入压缩空气进行热量交换，压缩空气连续从反应釜液体底部的曝气孔喷入，从液体顶部逸出，持续带走液体中的热量；反应釜上部连接风管与风机相连，携带热量的气体经碱水喷淋塔环保处理后达标排放；通过压缩空气的压力调节气体的流量，从而控制反应釜酸浸液体的温度；若反应釜液体温度升高则增大曝气气压，从而加大热交换气量以降低液体温度；若液体温度偏低则减小曝气气压，从而减少热交换气量以升高液体温度。用液体温度控制曝气气压，从而将酸浸反应釜内液体温度控制在60～70℃范围内；
第一次酸浸反应釜和第二次酸浸反应釜连通，一次酸浸、二次酸浸为连续酸浸、连续投料和连续出料过程，一次酸浸反应釜的溢出口连接到二次酸浸反应釜的浆料注入口，一次酸浸反应釜的注入口为原浆料入口，二次酸浸反应釜的溢出口为酸浸后浆料流出口；
一次酸浸与二次酸浸，其反应釜容量相同，所述一次、二次酸浸反应浆料酸浸滞留时间约为4小时。
(3)二次酸浸产物通过酸浸中转釜压滤后，其料液即为下个除杂工序的原料，比重1.28～1.35之间，二次酸浸渣取样检测其中的镍钴锰锂后，去高酸酸浸。
(4)在高酸酸浸釜投入二次酸浸渣，并加入液固比为3:1～5:1的水量打浆，同时持续均速加入硫酸和双氧水，硫酸的加入时间5～7小时，共加入硫酸300g/L，双氧水的加入流量比例于硫酸流量，是完全酸浸理论用量的100％～120％，硫酸、双氧水同步加完后，压滤出高酸浸出液和浸渣，浸出液为高酸酸浸出液用于浆料的制备，浸渣则环保处理掉。
实施例2
本实施例提供一种应用于连续酸浸方法的连续酸浸系统，参照图1所示，主要包括，
一次酸浸反应釜100，包括，一次酸浸反应釜釜体101、浆料进料装置102、引风装置103、搅拌电机104、硫酸进料装置105、双氧水进料装置106、曝气装置107和搅拌桨108；其中，曝气装置107设置于酸浸反应釜釜体101底部；
二次酸浸反应釜200，包括，二次酸浸反应釜釜体201、引风装置202、搅拌电机203、硫酸进料装置204、双氧水进料装置205、曝气装置206和搅拌桨207；其中，曝气装置206设置于酸浸反应釜釜体201底部；
反应釜连通装置300，一次酸浸反应釜100和二次酸浸反应釜200通过反应釜连通装置300连通。
具体的，原料中转釜的浆料通过泵以5m3/h～6m3/h的流量，通过浆料进料装置102转到一次酸浸反应釜内，对应的硫酸和双氧水保持持续投加状态，一次酸溶反应釜的硫酸的加入量根据在线pH计控制在1～1.5，双氧水的加量为浆料内理论量完全浸出量的40％～50％；
进一步地，一次酸浸反应釜釜体101底部设有曝气装置107，往液体内鼓入压缩空气进行热量交换，压缩空气连续从反应釜液体底部的曝气孔喷入，从液体顶部逸出，持续带走液体中的热量；
反应釜上部设有引风装置103，携带热量的气体经碱水喷淋塔环保处理后达标排放；
通过曝气装置107实现调整压缩空气的压力调节气体的流量，从而控制反应釜酸浸液体的温度；若反应釜液体温度升高则增大曝气气压，从而加大热交换气量以降低液体温度；若液体温度偏低则减小曝气气压，从而减少热交换气量以升高液体温度；用液体温度控制曝气气压，从而将酸浸反应釜内液体温度控制在60～70℃范围内；
进一步地，搅拌桨108通过搅拌电机104作用，实现搅拌作用，一次酸浸反应浆料酸浸滞留时间为4小时，之后将一次酸浸反应后的浆料通过反应釜连通装置300进入二次酸浸反应釜200中；
具体的，一次酸浸反应后的浆料通过反应釜连通装置300进入二次酸浸反应釜200后，二次酸溶反应釜硫酸加量根据在线pH计控制在2～2.5，双氧水加量与一次酸浸反应釜流量相同，二次酸浸反应釜釜体201底部设有曝气装置206，往液体内鼓入压缩空气进行热量交换，压缩空气连续从反应釜液体底部的曝气孔喷入，从液体顶部逸出，持续带走液体中的热量；
反应釜上部设有引风装置202，携带热量的气体经碱水喷淋塔环保处理后达标排放；
通过曝气装置206实现调整压缩空气的压力调节气体的流量，从而控制反应釜酸浸液体的温度；若反应釜液体温度升高则增大曝气气压，从而加大热交换气量以降低液体温度；若液体温度偏低则减小曝气气压，从而减少热交换气量以升高液体温度；用液体温度控制曝气气压，从而将酸浸反应釜内液体温度控制在60～70℃范围内。
二次酸浸产物通过酸溶中转釜压滤后，其料液即为下个除杂工序的原料，比重1.28～1.35之间，二次酸浸渣取样检测其中的镍钴锰锂后，去高酸酸浸。
一二次连续酸浸的浸出率为90％左右，需经过高酸酸浸才能确保完全浸出，三次酸浸浸出率＞99％，一次酸浸+二次酸浸连续酸浸后的浸渣的镍钴锰锂的典型含量以及浸液的镍钴锰锂的典型浓度，结果见表1。
表1
Ni Co Mn Li 酸度
一二次酸浸渣 7.9％ 3.1％ 5％ 1.1％ /
一二次滤液 50g/L 20g/L 30g/L 11g/L PH＝2.5
高酸酸浸渣 0.031％ 0.04％ 0.014％ 0.014％ /
高酸滤液 15g/L 6g/L 9g/L 1.9g/L 160g/L
本发明所述浆料由高酸酸浸的浸出液、镍钴锰酸锂粉料以及水充分搅拌制作，所述高酸酸浸浸出液用量的主要特征为将浆料的pH控制在2～2.5之间；所述浆料的主要特征在于液固比，所述液固比其比重在1.3～1.4之间，液固比过高影响镍钴锰酸锂的浸出率，过低则影响反应釜酸浸的产能。
本发明一次酸浸是指采用硫酸+双氧水的工艺酸浸出镍钴锰锂的反应釜，反应釜为连续进料和连续出料，连续进料浆料连续注入反应釜，其流量等于每4小时置换完一次反应釜内的液体，浆料在反应釜内有4个小时的酸浸时间；连续进料的关键在于实现酸浸反应的均匀发热，浓硫酸加入水中时放热，酸与原料反应是个放热反应，酸与杂质特别是原料中的铝粉反应时放出大量热，温度高时导致双氧水分解，双氧水分解过程也会放出大量热量，最终可能会引起冒槽，使生产停滞，严重时会出现安全环保事故；连续出料是指反应釜内的浆料自动连续流出，一次酸浸反应釜内的浆料酸浸驻留约4小时后，自动从溢出口流出。
本发明一次酸浸为曝气法控制反应釜液体温度，曝气法控制反应釜液体温度是指反应釜内底部装有曝气盘管，通过选择配套的罗茨风机，往液体内鼓入压缩空气进行热量交换，压缩空气连续从反应釜液体底部的曝气孔喷入，从液体顶部逸出，持续带走液体中的热量；反应釜上部连接风管与风机相连，携带热量的气体经碱水喷淋塔环保处理后达标排放；通过压缩空气的压力调节气体的流量，从而控制反应釜酸浸液体的温度。若反应釜液体温度升高则增大曝气气压，从而加大热交换气量以降低液体温度；若液体温度偏低则减小曝气气压，从而减少热交换气量以升高液体温度，用液体温度控制曝气气压，从而将酸浸反应釜内液体温度控制在60～70℃范围内。
本发明一次酸浸的为连续加入硫酸，连续加入硫酸的主要特征在于浆料、双氧水和硫酸混合后的pH值；通过调节硫酸的流量，将浆料、双氧水和硫酸混合后pH控制在1～1.5范围内，典型地维持在1.25；pH低有利于提高镍钴锰锂酸浸速度，但pH过低则影响检测设备的耐受性。
本发明所述二次酸浸是指采用硫酸+双氧水的工艺酸浸出镍钴锰锂的反应釜，所述反应釜为连续进料和连续出料，所述连续进料是指从一次酸浸反应釜溢出口流出的浆料自动连续注入反应釜；其流量等于每4小时置换完一次反应釜内的液体，这样浆料在反应釜内就有4个小时的酸浸时间，二次酸浸反应釜内的浆料酸浸驻留约4小时后，自动从溢出口流出；二次酸浸的主要特征为连续加入硫酸，连续加入硫酸的主要特征在于浆料、双氧水和硫酸混合后pH值。将双氧水、硫酸以及来自一次酸浸反应釜溢出口的浆料混合后pH控制在2-2.5之间，典型的为2.25。
二次酸浸主要在于pH的控制方式：双氧水促进了镍钴锰锂的酸浸反应，酸浸反应的消耗了硫酸，浆料的酸度随之降低、pH升高。二次酸浸只需通过减少硫酸的流量，其pH就可控制在2.25左右。如果二次酸浸pH过低，后续除杂阶段碳酸钠消耗将大幅增加；若pH过高超过2.5，则杂质Fe3+会水解成Fe(OH)3造成铁在酸浸液富集难以压滤，还将导致双氧水利用率的下降。
本发明提出将单个反应釜内进行的一次酸浸工艺，分解为在两个反应釜内分别进行的一次酸浸+二次酸浸。其中一次酸浸反应釜的溢出口连接到二次酸浸反应釜的浆料注入口。从一次酸浸反应釜注入口连续注入的浆料，先后经过一次酸浸反应釜的酸浸和二次酸浸反应釜的二次酸浸，最终从二次酸浸反应釜的溢出口流出。本发明将相同用量的酸液和双氧水液体分散于两个反应釜，进行分段控制。在第一个反应釜的pH很低为1～1.5，重点为提高酸浸效率缩短酸浸时间，保证产能；在第二个反应釜的pH则设置较高为2～2.5，在保证酸浸效果的同时又兼顾后续除杂环节的pH回调，在除杂环节可以使用较少的纯碱用量，以降低成本并减轻后续处理负担。
相比于传统上，在一个反应釜内进行一次酸浸，投放的酸溶液越多，即pH值低，有利于提高酸浸的速度、缩短酸浸时间、酸浸率高；但酸溶液多放了不利于后续的除杂工艺，因为除杂工艺要求pH值约为4左右，为了将液体的pH调回到4，需要添加大量的纯碱，而纯碱使用量增加，又增加后续处理负担，大幅增加成本。但若酸溶液投放偏少，pH值偏高，酸浸的速度将大幅降低，酸浸时间变长，并且酸浸率(多少比例的金属变成了盐溶液)降低。
本发明将相同用量的酸液和双氧水液体分散于两个反应釜，进行分段控制。在第一个反应釜的pH很低为1～1.5，重点为提高酸浸效率缩短酸浸时间，保证产能；在第二个反应釜的pH则设置较高为2～2.5，在保证酸浸效果的同时又兼顾后续除杂环节的pH回调，在除杂环节大幅减少了的纯碱用量，以降低成本并减轻后续处理负担。
常规酸浸工艺过程中原料酸浸以后需要除杂，除杂过程又需要将pH回调4，将浆料pH回调到4，这需要使用大量的纯碱，既增加成本又加大后续环节的处理负担；为此，本发明首次提出将单个反应釜内进行的一次酸浸工艺，分解为在两个反应釜内分别进行的一次酸浸+二次酸浸。
本发明将相同用量的酸液和双氧水液体分散于两个反应釜，进行分段控制，在第一个反应釜的pH很低为1～1.5，提高酸浸效率缩短酸浸时间，保证产能；在第二个反应釜的pH则设置较高为2～2.5，在保证酸浸效果的同时又兼顾后续除杂环节的pH回调，在除杂环节可以减少约98％的纯碱用量，降低了成本并减轻后续处理负担；相对于单反应釜的一次酸浸工艺，本发明提出的方法能在保证酸浸率的条件下显著提高产能，同时还降低了纯碱的使用量并减轻后续处理负担，在同等设备情况下，本发明连续酸浸的产量是间歇酸浸法的2.5倍以上；本发明连续酸浸出过程中的浸出效率为90％以上，与间歇酸浸法相比，产能大幅提高且保证了浸出率。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：包括，
浆料制作、一次酸浸、二次酸浸、高酸酸浸和压滤；其中，
浆料为镍钴锰酸锂粉料、水与酸液混合料；
所述一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；
所述二次酸浸在二次酸浸反应釜进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；
所述一次酸浸和二次酸浸通过曝气法控制反应釜内反应温度，一次酸浸反应釜与二次酸浸反应釜连通；
所述一次酸浸、二次酸浸为连续酸浸、连续投料和连续出料；
其中，所述一次酸浸，包括，向一次酸浸反应釜连续加入硫酸，实现将浆料、双氧水和硫酸混合后pH控制在1~1.5；
所述二次酸浸，包括向二次酸浸反应釜连续加入双氧水，与一次酸浸反应的双氧水流量相同；所述二次酸浸，还包括向第二次反应釜连续加入硫酸，将双氧水、硫酸以及来自一次反应釜溢出口的浆料混合后，pH控制在2~2.5。
2.如权利要求1所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：所述浆料制作，包括，将高酸酸浸出液、镍钴锰酸锂粉料以及水充分搅拌，制得的混合料，即为浆料；其中，浆料pH为2~2.5，比重为1.3~1.4。
3.如权利要求1所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：所述一次酸浸，包括，向一次酸浸反应釜内连续加入双氧水，其流量比例于注入的浆料流量，为浆料完全浸出所需理论计算量的45%，即：
双氧水流量=浆料流量×单位体积的浆料完全浸出时所需双氧水理论量× 0.45；
向一次酸浸反应釜连续注入浆料的流量每4小时可置换完一次反应釜内的液体。
4.如权利要求1所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：所述一次酸浸与二次酸浸，其反应釜容量相同，所述二次酸浸反应浆料酸浸滞留时间为4小时。
5.如权利要求1~4中任一所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：一次酸浸反应釜的溢出口连接到二次酸浸反应釜的浆料注入口，一次酸浸反应釜的注入口为原料浆料入口，二次酸浸反应釜的溢出口为酸浸后浆料流出口。
6.如权利要求1所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：所述二次酸浸后，还包括压滤，具体为将二次酸浸反应釜溢出口连续流出的浆料，进行压滤，压滤后的浸渣用于后续的高酸酸浸工艺进行处理。
7.如权利要求1、2、6中任一所述采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，其特征在于：所述高酸酸浸，包括，
向反应釜内投入的二次酸浸渣，加入液固比为3:1~5:1的水量打浆，连续均匀加入硫酸和双氧水，在6小时内硫酸用量为300g/L，双氧水加量是理论量的100%~120%；
在高酸酸浸6小时后，压滤出高酸浸出液和浸渣，浸出液为高酸酸浸出液用于浆料的制备，浸渣则环保处理掉。
8.一种应用于权利要求1~7中任一所述连续酸浸方法的连续酸浸系统，其特征在于：包括，
一次酸浸反应釜（100），包括，一次酸浸反应釜釜体（101）、浆料进料装置（102）、引风装置（103）、搅拌电机（104）、硫酸进料装置（105）、双氧水进料装置（106）、曝气装置（107）和搅拌桨（108）；其中，曝气装置（107）设置于酸浸反应釜釜体（101）底部；
二次酸浸反应釜（200），包括，二次酸浸反应釜釜体（201）、引风装置（202）、搅拌电机（203）、硫酸进料装置（204）、双氧水进料装置（205）、曝气装置（206）和搅拌桨（207）；其中，曝气装置（206）设置于酸浸反应釜釜体（201）底部；
反应釜连通装置（300），一次酸浸反应釜（100）和二次酸浸反应釜（200）通过反应釜连通装置（300）连通。
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