FR3143863A1 - METHOD FOR REMOVING IMPURITIES FROM USED LITHIUM BATTERY LEACHATE - Google Patents
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Abstract
Un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée est divulgué, lequel procédé se rapporte au domaine technique de l’élimination des impuretés par un procédé par voie humide. Le procédé pour éliminer les impuretés du lixiviat de batterie au lithium usagée de la présente demande comprend la réalisation d’une première élimination du cuivre sur le lixiviat de batterie au lithium usagée en ajoutant un premier agent d’élimination des impuretés, la réalisation d’une deuxième élimination du cuivre sur la première solution débarrassée du cuivre en ajoutant un deuxième agent d’élimination des impuretés, l’ajustement du pH de la deuxième solution débarrassée du cuivre en ajoutant un alcali pour précipiter le fer et l’aluminium, et la réalisation d’une élimination en profondeur des impuretés avec du carbonate de sodium et du sulfure de sodium sur la solution après l’élimination du fer, de l’aluminium et du cuivre en ajoutant l’alcali, et l’utilisation de la solution après l’élimination en profondeur des impuretés pour récupérer le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium. Dans le procédé, les scories obtenues à partir de la deuxième élimination du cuivre sont utilisées comme premier agent d’élimination des impuretés pour l’élimination des impuretés dans le lot suivant, les scories obtenues à partir de l’élimination en profondeur des impuretés sont utilisées comme premier agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination des impuretés dans le lot suivant, et un excellent effet d’élimination des impuretés peut être obtenu en recyclant les scories de déchets et la matière première dans les processus antérieur et postérieur sans l’introduction d’agent externe d’élimination des impuretés. Pendant ce temps, les impuretés métalliques augmentent ; la perte de métaux précieux, la quantité d’ajout d’alcali et la génération de scories sont réduites, le processus d’élimination des impuretés est sûr et l’efficacité économique globale est élevée.A method for removing impurities from waste lithium battery leachate is disclosed, which method relates to the technical field of removing impurities by a wet process. The method for removing impurities from used lithium battery leachate of the present application comprises performing a first removal of copper on the used lithium battery leachate by adding a first impurity removing agent, performing a second removal of copper on the first copper-free solution by adding a second impurity removal agent, adjusting the pH of the second copper-free solution by adding an alkali to precipitate iron and aluminum, and carrying out deep removal of impurities with sodium carbonate and sodium sulfide on the solution after removing the iron, aluminum and copper by adding the alkali, and using the solution after deep removal of impurities to recover nickel, cobalt, manganese and lithium. In the process, the slag obtained from the second copper removal is used as the first impurity removal agent for the removal of impurities in the next batch, the slag obtained from the deep removal of impurities is used as the first impurity removal agent for the second impurity removal in the next batch, and excellent impurity removal effect can be achieved by recycling the waste slag and raw material in the front and rear processes without l introduction of external agent for removing impurities. During this time, metal impurities increase; the loss of precious metals, the amount of alkali addition and the generation of slag are reduced, the impurity removal process is safe, and the overall economic efficiency is high.
Description
La présente demande se rapporte au domaine technique de l’élimination des impuretés par un procédé par voie humide, et se rapporte spécifiquement à un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée.The present application relates to the technical field of removing impurities by a wet process, and specifically relates to a process for removing impurities from a used lithium battery leachate.
ARRIÈRE-PLANBACKGROUND
Le matériau actif de cathode de la batterie au lithium ternaire est un composant important d’une batterie, contenant de grandes quantités de métaux précieux tels que le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium. La récupération de ces métaux précieux à partir de matériau de batterie usagée et la réalisation d’une utilisation des ressources produiront des avantages environnementaux et économiques significatifs, ce qui montre une profonde importance.The active cathode material of the ternary lithium battery is an important component of a battery, containing large amounts of precious metals such as nickel, cobalt, manganese and lithium. Recovering these precious metals from waste battery material and achieving resource utilization will produce significant environmental and economic benefits, showing profound importance.
La récupération des métaux précieux à partir du matériau actif de cathode des batteries au lithium usagées nécessite généralement une séparation par prétraitement telle que le concassage, le démantèlement et le tamisage, et ensuite les métaux précieux sont récupérés par hydrométallurgie. Cependant, dans la partie de séparation par prétraitement, en raison de l’effet limité de la séparation mécanique, certaines impuretés telles que le cuivre, le fer et l’aluminium, etc. seront mélangées à la masse noire, et transmises dans un lixiviat lors du traitement de lixiviation ultérieur. Afin de réaliser le recyclage du nickel, du cobalt et du manganèse, il est nécessaire d’éliminer le cuivre, le fer et l’aluminium du lixiviat. À l’heure actuelle, le procédé pour éliminer le cuivre du lixiviat de matériau de batterie ternaire comprend principalement le remplacement de la poudre de fer et l’élimination du cuivre avec du sulfure de sodium. Cependant, ces procédés présentent les problèmes suivants.The recovery of precious metals from the cathode active material of used lithium batteries generally requires pretreatment separation such as crushing, dismantling and screening, and then the precious metals are recovered by hydrometallurgy. However, in the pretreatment separation part, due to the limited effect of mechanical separation, some impurities such as copper, iron and aluminum, etc. are present. will be mixed with the black mass, and transmitted in leachate during the subsequent leaching treatment. In order to recycle nickel, cobalt and manganese, it is necessary to eliminate copper, iron and aluminum from the leachate. At present, the process for removing copper from ternary battery material leachate mainly includes replacing iron powder and removing copper with sodium sulfide. However, these methods have the following problems.
Pour le procédé de remplacement de la poudre de fer, la quantité d’ajout de poudre de fer est plus importante, avec 50 à 100 kg pour le lixiviat de chaque tonne de matériau, ce qui entraîne une augmentation de 20% à 60% des scories de fer générées par chaque tonne de matériau. L’augmentation des scories enlèvera davantage de métaux précieux de nickel et de cobalt, etc., ce qui entraîne une perte plus importante de métaux précieux comme le nickel et le cobalt, etc. En raison de la présence de Fe3+dans le lixiviat, une partie de la poudre de fer ajoutée réagira avec Fe3+, la quantité d’ajout de la poudre de fer doit ainsi être augmentée, et la quantité de scories de fer sera encore augmentée. Dans la pratique de production, 10% de la poudre de fer réagissent avec Fe3+pour produire Fe2+; de plus, la grande quantité de Fe2+doit être oxydée par l’agent oxydant pour être complètement éliminée lors du processus d’élimination du fer et de l’aluminium, ce qui augmente le processus d’oxydation et la quantité d’utilisation d’agent oxydant. Ainsi, le temps de fonctionnement total est prolongé de 20% à 40%, le temps d’arrêt pour le matériau est long et l’intensité du travail est augmentée. Lorsque l’élimination en profondeur des impuretés est réalisée après l’élimination du fer et de l’aluminium, les scories produites de l’élimination en profondeur des impuretés ne peuvent être renvoyées qu’à l’étape antérieure de lixiviation afin d’être récupérées, étant donné qu’elles contiennent une grande quantité de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt, entraînant une diminution de la quantité de traitement du matériau de batterie. En raison de la présence de sulfure de sodium, de sulfure de nickel, de sulfure de cobalt et de sulfure de cuivre, les scories d’élimination en profondeur des impuretés consommeront des quantités croissantes d’acides et d’agents oxydants lorsqu’elles sont renvoyées à l’étape antérieure de lixiviation, augmentant ainsi le coût.For the iron powder replacement process, the amount of iron powder addition is larger, with 50 to 100 kg for leachate of each ton of material, resulting in an increase of 20% to 60% of iron slag generated by each ton of material. Increasing slag will remove more precious metals of nickel and cobalt etc., resulting in greater loss of precious metals like nickel and cobalt etc. Due to the presence of Fe 3+ in the leachate, part of the added iron powder will react with Fe 3+ , so the adding amount of the iron powder should be increased, and the amount of iron slag will be further increased. In production practice, 10% of the iron powder reacts with Fe 3+ to produce Fe 2+ ; in addition, the large amount of Fe2 + needs to be oxidized by the oxidizing agent to be completely removed in the iron and aluminum removal process, which increases the oxidation process and the usage amount of oxidizing agent. Thus, the total operation time is extended by 20% to 40%, the downtime for the material is long, and the labor intensity is increased. When deep impurity removal is carried out after iron and aluminum removal, the slag produced from deep impurity removal can only be returned to the earlier leaching stage to be recovered, since they contain a large amount of nickel sulfide and cobalt sulfide, resulting in a decrease in the processing amount of the battery material. Due to the presence of sodium sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide and copper sulfide, the deep impurity removal slag will consume increasing amounts of acids and oxidizing agents when it is returned to the earlier leaching stage, thus increasing the cost.
Pour le procédé d’élimination du cuivre avec du sulfure de sodium, en raison de la présence d’acide sulfurique dans le lixiviat, qui peut réagir avec le sulfure de sodium pour produire un gaz hautement toxique, le sulfure d’hydrogène, la sécurité est mauvaise. Les teneurs en nickel et en cobalt du lixiviat sont plus élevées, et le nickel et le cobalt formeront des sulfures lorsque la concentration de cuivre est réduite et précipiteront conjointement avec le cuivre, entraînant la perte de métaux précieux et réduisant le taux de récupération.For copper removal process with sodium sulfide, due to the presence of sulfuric acid in the leachate, which can react with sodium sulfide to produce a highly toxic gas, hydrogen sulfide, safety is bad. The nickel and cobalt contents of the leachate are higher, and nickel and cobalt will form sulfides when the copper concentration is reduced and precipitate together with copper, leading to the loss of precious metals and reducing the recovery rate.
Il s’agit donc d’un problème difficile à résoudre dans l’industrie pour établir un procédé pour éliminer les impuretés du lixiviat de batterie au lithium usagée, qui est garanti à faible coût, à haut rendement et en toute sécurité sans introduire plus d’impuretés métalliques ou gaspiller des métaux précieux à récupérer.Therefore, it is a difficult problem to solve in the industry to establish a process for removing impurities from waste lithium battery leachate, which is guaranteed to be low cost, high efficiency and safe without introducing more waste. metal impurities or waste precious metals to recover.
RÉSUMÉSUMMARY
Compte tenu des défauts existant dans l’art antérieur, un objectif de la présente demande consiste à fournir un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, par lequel non seulement les impuretés métalliques n’augmentent pas, mais aussi le taux de récupération des métaux précieux de nickel et de cobalt, etc. est élevé, avec un faible coût et une grande sécurité.Taking into account the defects existing in the prior art, an objective of the present application is to provide a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, whereby not only do the metallic impurities not increase, but also the recovery rate of nickel and cobalt precious metals, etc. is high, with low cost and high security.
Afin d’atteindre l’objectif décrit ci-dessus, la présente demande fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :In order to achieve the objective described above, the present application provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
de réalisation d’une première élimination du cuivre sur un lixiviat de batterie au lithium usagée en ajoutant un premier agent d’élimination des impuretés, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre ;carrying out a first elimination of copper on a used lithium battery leachate by adding a first agent for removing impurities, so as to obtain copper slag and a first solution free of copper;
de réalisation d’une deuxième élimination du cuivre sur la première solution débarrassée du cuivre en ajoutant un deuxième agent d’élimination des impuretés, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories résultantes sont utilisées comme premier agent d’élimination des impuretés pour le lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour éliminer les impuretés ;performing a second copper removal on the first copper-free solution by adding a second impurity removal agent, so as to obtain slag and a second copper-free solution, where the resulting slag is used as the first agent impurity removal for used lithium battery leachate in the next batch to remove impurities;
d’ajustement du pH de la deuxième solution débarrassée du cuivre en ajoutant un alcali pour précipiter le fer et l’aluminium, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du fer, de l’aluminium et du cuivre ;adjusting the pH of the second solution freed from copper by adding an alkali to precipitate iron and aluminum, so as to obtain iron and aluminum slag and a solution after removing iron, aluminum aluminum and copper;
de réalisation d’une élimination en profondeur des impuretés sur la solution après l’élimination du fer, de l’aluminium et du cuivre en ajoutant du carbonate de sodium et du sulfure de sodium, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories résultantes sont utilisées comme deuxième agent d’élimination des impuretés pour le lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour éliminer les impuretés ; etrealizing deep removal of impurities on the solution after removing iron, aluminum and copper by adding sodium carbonate and sodium sulfide, so as to obtain slag and solution after the deep removal of impurities, where the resulting slag is used as a second impurity removal agent for the waste lithium battery leachate in the next batch to remove the impurities; And
d’utilisation de la solution après l’élimination en profondeur des impuretés pour récupérer le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.of use of the solution after deep removal of impurities to recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Où le premier agent d’élimination des impuretés comprend du sulfure de cuivre, du sulfure de nickel, du sulfure de cobalt, de l’hydroxyde de fer et de l’hydroxyde d’aluminium, et un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt dans le premier agent d’élimination des impuretés est supérieur ou égal à 70% ; etWherein the first impurity removal agent comprises copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, and a total mass percentage of nickel sulfide and of cobalt sulfide in the first impurity removal agent is greater than or equal to 70%; And
le deuxième agent d’élimination des impuretés comprend du sulfure de cuivre, du sulfure de nickel, du sulfure de cobalt, de l’hydroxyde de nickel et de l’hydroxyde de cobalt, un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt dans le deuxième agent d’élimination des impuretés est supérieur ou égal à 80%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt dans le deuxième agent d’élimination des impuretés est compris entre 5% et 15%.the second impurity removal agent comprises copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, a total mass percentage of nickel sulfide and nickel sulfide cobalt in the second impurity removal agent is 80% or more, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide in the second impurity removal agent is between 5% and 15 %.
Le premier agent d’élimination des impuretés est principalement composé de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt, et sans ajouter de poudre de fer, la majeure partie du cuivre dans le lixiviat de batterie au lithium usagée peut être remplacée par une réaction entre le sulfure de nickel et le sulfure de cobalt et les ions cuivre et le sulfure de nickel et le sulfure de cobalt sont convertis en sulfure de cuivre.The first impurity removal agent is mainly composed of nickel sulfide and cobalt sulfide, and without adding iron powder, most of the copper in the waste lithium battery leachate can be replaced by a reaction between the Nickel sulfide and cobalt sulfide and copper ions and nickel sulfide and cobalt sulfide are converted to copper sulfide.
Le deuxième agent d’élimination des impuretés est utilisé pour éliminer davantage le cuivre du lixiviat, de sorte que le cuivre soit davantage éliminé dans les scories (c’est-à-dire le premier agent d’élimination des impuretés utilisé pour l’élimination des impuretés dans le lot suivant).The second impurity removal agent is used to further remove copper from the leachate, so that the copper is further removed in the slag (i.e. the first impurity removal agent used for removal impurities in the next batch).
Du sulfure de sodium ajouté lors de l’élimination en profondeur des impuretés élimine complètement le cuivre et, en outre, les sous-produits générés, le sulfure de nickel et le sulfure de cobalt, sont renvoyés à la deuxième élimination du cuivre et donc le nickel et le cobalt sont à nouveau transmis dans le lixiviat, réduisant la perte de nickel et de cobalt. Pendant ce temps, le carbonate de sodium ajouté élimine le fer et l’aluminium en profondeur et, en outre, les sous-produits générés, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, sont renvoyés à la deuxième élimination du cuivre et ensuite consomment l’acide résiduel dans le lixiviat dans une certaine mesure, réduisant la quantité d’alcali utilisée pour éliminer le fer et l’aluminium, et transformant le nickel et le cobalt en retour dans le lixiviat et réduisant la perte de nickel et de cobalt.Sodium sulfide added during the deep impurity removal completely removes the copper and, in addition, the generated by-products, nickel sulfide and cobalt sulfide, are returned to the second copper removal and thus the Nickel and cobalt are passed back into the leachate, reducing the loss of nickel and cobalt. Meanwhile, the added sodium carbonate removes iron and aluminum in depth and, in addition, the generated by-products, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, are returned to the second copper removal and then consume the residual acid in the leachate to a certain extent, reducing the amount of alkali used to remove iron and aluminum, and transforming the nickel and cobalt back into the leachate and reducing the loss of nickel and cobalt.
Dans le procédé, le recyclage et la réutilisation d’agent d’élimination des impuretés sans augmentation des impuretés métalliques sont réalisés en recyclant et en réutilisant le deuxième agent d’élimination des impuretés généré par l’élimination en profondeur des impuretés lors de la deuxième élimination du cuivre pour une élimination en profondeur du cuivre, et en recyclant et en réutilisant le premier agent d’élimination des impuretés généré par la deuxième élimination du cuivre lors de la première élimination du cuivre pour une élimination primaire du cuivre. Pendant ce temps, le nickel et le cobalt qui sont sulfurés et transformés en scories lors de l’élimination en profondeur des impuretés sont renvoyés au système via les deux processus d’élimination du cuivre, de manière à être récupérés, réduisant la perte de métaux précieux.In the method, recycling and reuse of impurity removal agent without increasing metal impurities are carried out by recycling and reusing the second impurity removal agent generated by the deep removal of impurities in the second copper removal for deep copper removal, and recycling and reusing the first impurity removal agent generated by the second copper removal in the first copper removal for primary copper removal. Meanwhile, the nickel and cobalt that are sulfided and turned into slag during deep impurity removal are returned to the system through the two copper removal processes, so as to be recovered, reducing the loss of metals precious.
Le procédé décrit ci-dessus présente une efficacité élevée d’élimination des impuretés, une faible perte de métaux précieux, une faible consommation de matériaux auxiliaires et une moindre génération de scories de déchets ; et le cycle de fonctionnement est raccourci, l’investissement en équipement est réduit, aucun gaz toxique et nocif n’est produit et la sécurité est améliorée.The process described above has high impurity removal efficiency, low loss of precious metals, low consumption of auxiliary materials and less generation of waste slag; and the operating cycle is shortened, the equipment investment is reduced, no toxic and harmful gases are produced, and the safety is improved.
De préférence, une masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3% à 20% par rapport à une masse du lixiviat de batterie au lithium usagée. Lors de la première élimination du cuivre, une température de réaction est comprise entre 50 et 90°C et un temps de réaction est compris entre 1 et 5 h. Lorsque la première élimination des impuretés est réalisée dans de telles conditions de processus, le cuivre peut être mieux éliminé du lixiviat, de sorte que la teneur en cuivre soit réduite à moins de 1 g/L. De plus, les métaux de moindre valeur sont enlevés par les scories de cuivre générées, et sur la base de la détection sur les scories de cuivre lavées à l’eau, la masse de Cu/masse de Ni dedans est supérieure à 15. Facultativement, la masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté peut représenter 3% à 15%, ou 3% à 12%, par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée.Preferably, a wet basis mass of the first impurity removal agent added is 3% to 20% relative to a mass of the used lithium battery leachate. During the first elimination of copper, a reaction temperature is between 50 and 90°C and a reaction time is between 1 and 5 h. When the first removal of impurities is carried out under such process conditions, copper can be better removed from the leachate, so that the copper content is reduced to less than 1 g/L. In addition, lower-value metals are removed by the generated copper slag, and based on the detection on the water-washed copper slag, the mass of Cu/mass of Ni in it is greater than 15. Optionally , the wet basis mass of the first impurity removal agent added may be 3% to 15%, or 3% to 12%, relative to the mass of the used lithium battery leachate.
De préférence, la masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté peut également représenter 5%, ou 10%, ou 13%, ou 16%, ou 18% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée.Preferably, the wet basis mass of the first impurity removal agent added may also be 5%, or 10%, or 13%, or 16%, or 18% based on the mass of the lithium battery leachate. used.
Dans la présente divulgation, un procédé pour calculer les « 3% à 20% » dans l’expression « une masse sur une base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3% à 20% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée » est le suivant : la valeur en grammes de la base humide du premier agent d’élimination des impuretés ajouté/la valeur en millilitres du lixiviat de batterie au lithium × 100% et les procédés de calcul pour d’autres expressions similaires sont similaires.In the present disclosure, a method for calculating the "3% to 20%" in the expression "a mass on a wet basis of the first impurity removal agent added represents 3% to 20% relative to the mass of the leachate used lithium battery" is: the gram value of the wet base of the first impurity removal agent added/the milliliter value of the lithium battery leachate × 100% and calculation methods for others similar expressions are similar.
De préférence, une masse sur une base humide du deuxième agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3,5% à 40% par rapport à une masse du lixiviat de batterie au lithium usagée. Lors de la deuxième élimination du cuivre, une température de réaction est comprise entre 50 et 90°C et un temps de réaction est compris entre 1 et 5 h. Lorsque la première élimination des impuretés est réalisée dans de telles conditions de processus spécifiques, le cuivre peut être mieux éliminé en profondeur, de sorte que la teneur en cuivre dans le lixiviat soit réduite à moins de 2 mg/L. Facultativement, la masse sur une base humide du deuxième agent d’élimination des impuretés ajouté peut représenter 3,5% à 30%, ou 3,5% à 20%, ou 3,5% à 10% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée. Facultativement, la masse sur une base humide du deuxième agent d’élimination des impuretés ajouté peut également représenter 5%, ou 10%, ou 13%, ou 16%, ou 18%, ou 21%, ou 25%, ou 28%, ou 31%, ou 35%, ou 38% par rapport à la masse du lixiviat de batterie au lithium usagée.Preferably, a wet basis mass of the added second impurity removal agent is 3.5% to 40% relative to a mass of the used lithium battery leachate. During the second elimination of copper, a reaction temperature is between 50 and 90°C and a reaction time is between 1 and 5 h. When the first removal of impurities is carried out under such specific process conditions, copper can be better removed at depth, so that the copper content in the leachate is reduced to less than 2 mg/L. Optionally, the mass on a wet basis of the second dirt remover added may be 3.5% to 30%, or 3.5% to 20%, or 3.5% to 10% based on the mass of the used lithium battery leachate. Optionally, the wet basis mass of the added second dirt remover may also be 5%, or 10%, or 13%, or 16%, or 18%, or 21%, or 25%, or 28% , or 31%, or 35%, or 38% relative to the mass of used lithium battery leachate.
Dans la présente divulgation, un procédé pour calculer les « 3,5% à 40% » dans l’expression « une masse sur une base humide du deuxième agent d’élimination des impuretés ajouté représente 3,5% à 40% par rapport à une masse du lixiviat de batterie au lithium usagée » est le suivant : la valeur en grammes de la base humide du deuxième agent d’élimination des impuretés ajouté/la valeur en millilitres du lixiviat de batterie au lithium × 100% et les procédés de calcul pour d’autres expressions similaires sont similaires.In the present disclosure, a method for calculating the "3.5% to 40%" in the expression "a mass on a wet basis of the second added impurity removing agent represents 3.5% to 40% relative to a mass of the used lithium battery leachate” is: the gram value of the wet base of the second impurity removal agent added/the milliliter value of the lithium battery leachate × 100% and the calculation methods for other similar expressions are similar.
De préférence, dans le processus d’ajustement du pH de la deuxième solution débarrassée du cuivre en ajoutant un alcali pour précipiter le fer et l’aluminium, le pH est ajusté à 4,0-4,5 en ajoutant l’alcali, une température de réaction est comprise entre 80 et 95°C et un temps de réaction est compris entre 1 et 5 h. En réalisant le processus d’élimination du fer et de l’aluminium dans de telles conditions spécifiques, le fer et l’aluminium peuvent être mieux éliminés du lixiviat, et une teneur totale en Ni, Co et Mn dans les scories lavées de fer et d’aluminium est inférieure à 1,5% en poids.Preferably, in the process of adjusting the pH of the second solution freed from copper by adding alkali to precipitate iron and aluminum, the pH is adjusted to 4.0-4.5 by adding the alkali, a reaction temperature is between 80 and 95°C and a reaction time is between 1 and 5 h. By carrying out the iron and aluminum removal process under such specific conditions, iron and aluminum can be better removed from the leachate, and total content of Ni, Co and Mn in the washed iron and aluminum slag of aluminum is less than 1.5% by weight.
De préférence, dans le processus d’ajustement du pH en ajoutant un alcali à la deuxième solution débarrassée du cuivre afin de précipiter le fer et l’aluminium, l’alcali utilisé est au moins l’un du carbonate de sodium et de l’hydroxyde de sodium.Preferably, in the process of adjusting the pH by adding an alkali to the second solution freed from copper in order to precipitate iron and aluminum, the alkali used is at least one of sodium carbonate and sodium carbonate. sodium hydroxide.
De préférence, dans le processus d’ajustement du pH en ajoutant un alcali à la deuxième solution débarrassée du cuivre afin de précipiter le fer et l’aluminium, l’alcali utilisé est une solution alcaline, et un pourcentage massique d’alcali dans la solution alcaline est supérieur ou égal à 15%.Preferably, in the process of adjusting the pH by adding an alkali to the second solution freed from copper in order to precipitate iron and aluminum, the alkali used is an alkaline solution, and a mass percentage of alkali in the alkaline solution is greater than or equal to 15%.
De préférence, lors de l’élimination en profondeur des impuretés, une température de réaction est comprise entre 70 et 90°C, un temps de réaction est compris entre 1 et 3 h, et le pH à un point final de réaction est compris entre 6,0 et 6,5. En réalisant l’élimination en profondeur des impuretés dans de telles conditions de processus spécifiques, le cuivre, le fer et l’aluminium peuvent être mieux éliminés du lixiviat, de sorte que la teneur en cuivre dans le lixiviat soit réduite à moins de 0,5 mg/L, la teneur en fer dans le lixiviat soit réduite à moins de 3 mg/L, et la teneur en aluminium dans le lixiviat soit réduite à moins de 1 mg/L.Preferably, when thoroughly removing impurities, a reaction temperature is between 70 and 90°C, a reaction time is between 1 and 3 h, and the pH at a reaction end point is between 6.0 and 6.5. By realizing the deep removal of impurities under such specific process conditions, copper, iron and aluminum can be better removed from the leachate, so that the copper content in the leachate is reduced to less than 0, 5 mg/L, the iron content in the leachate is reduced to less than 3 mg/L, and the aluminum content in the leachate is reduced to less than 1 mg/L.
De préférence, le lixiviat de batterie au lithium usagée a un pH allant de 1,0 à 2,0 et comprend des composants ayant les teneurs suivantes :Preferably, the used lithium battery leachate has a pH ranging from 1.0 to 2.0 and comprises components having the following contents:
Ni de 35 à 65 g/L, Co de 15 à 35 g/L, Mn de 10 à 25 g/L, Cu de 0 à 10 g/L (plus de 0), Fe de 0 à 10 g/L (plus de 0) et Al de 0 à 10 g/L (plus de 0) ; la première solution débarrassée du cuivre satisfait : Cu < 1 g/L, et les scories de cuivre sont lavées à l’eau et satisfont alors : masse de Cu/masse de Ni > 15 ; la deuxième solution débarrassée du cuivre satisfait : Cu < 2 mg/L ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés satisfait : Cu < 0,5 mg/L, Fe < 3 mg/L et Al < 1 mg/L.Ni from 35 to 65 g/L, Co from 15 to 35 g/L, Mn from 10 to 25 g/L, Cu from 0 to 10 g/L (more than 0), Fe from 0 to 10 g/L ( more than 0) and Al from 0 to 10 g/L (more than 0); the first solution free of copper satisfies: Cu < 1 g/L, and the copper slag is washed with water and then satisfies: mass of Cu/mass of Ni > 15; the second solution free of copper satisfies: Cu < 2 mg/L; and the solution after deep removal of impurities satisfies: Cu < 0.5 mg/L, Fe < 3 mg/L and Al < 1 mg/L.
De préférence, le procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée satisfait en outre à au moins l’une des conditions (a) et (b) :Preferably, the process for removing impurities from a used lithium battery leachate further satisfies at least one of conditions (a) and (b):
(a) lors de l’élimination en profondeur des impuretés, le carbonate de sodium et le sulfure de sodium ajoutés constituent une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium, et dans la solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium, un pourcentage massique du carbonate de sodium est compris entre 5% et 20%, et un pourcentage massique du sulfure de sodium est compris entre 5% et 20%. Les scories de cuivre sont lavées à l’eau et soumises à une séparation solide-liquide, de manière à obtenir des scories de cuivre lavées et de l’eau après le lavage des scories de cuivre, les scories de cuivre lavées sont utilisées pour récupérer le cuivre, et l’eau après le lavage des scories de cuivre est utilisée comme solvant pour la solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors de l’élimination en profondeur des impuretés ; et(a) during deep removal of impurities, the added sodium carbonate and sodium sulfide constitute a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide, and in the mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide sodium, a mass percentage of sodium carbonate is between 5% and 20%, and a mass percentage of sodium sulfide is between 5% and 20%. The copper slag is washed with water and subjected to solid-liquid separation, so as to obtain washed copper slag and water after washing the copper slag, the washed copper slag is used to recover copper, and water after washing copper slag is used as a solvent for the mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities; And
(b) les scories de fer et d’aluminium sont lavées à l’eau et soumises à une séparation solide-liquide, de manière à obtenir des scories lavées de fer et d’aluminium et de l’eau après le lavage des scories de fer et d’aluminium, et l’eau résultante après le lavage des scories de fer et d’aluminium est ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour l’élimination des impuretés.(b) the iron and aluminum slag is washed with water and subjected to solid-liquid separation, so as to obtain washed iron and aluminum slag and water after washing the iron and aluminum slag. iron and aluminum, and the resulting water after washing the iron and aluminum slag is added to a waste lithium battery leachate in the next batch for impurity removal.
L’eau après le lavage générée par le lavage des scories de cuivre produites lors de la première élimination du cuivre avec de l’eau peut être utilisée comme solvant pour la solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium utilisée lors de l’élimination en profondeur des impuretés, ce qui réduit non seulement la quantité d’utilisation d’eau, mais réduit également la génération des eaux usées.The post-washing water generated by washing the copper slag produced during the first copper removal with water can be used as a solvent for the mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide used during the deep removal of impurities, which not only reduces the amount of water usage, but also reduces the generation of wastewater.
L’eau après le lavage des scories de fer et d’aluminium contient des métaux précieux, qui peuvent être renvoyés au premier processus d’élimination du cuivre dans le lot suivant, de manière à récupérer les métaux précieux dedans et à réduire davantage la perte de métaux précieux.The water after iron and aluminum slag washing contains precious metals, which can be returned to the first copper removal process in the next batch, so as to recover the precious metals in it and further reduce the loss of precious metals.
De préférence, dans le cas où les scories de cuivre sont lavées à l’eau, une masse de l’eau utilisée est 2 à 10 fois la masse sur une base humide des scories de cuivre, ce qui permet non seulement de nettoyer efficacement les scories de cuivre, mais aussi d’éviter une utilisation excessive de l’eau.Preferably, in the case where the copper slag is washed with water, a mass of the water used is 2 to 10 times the mass on a wet basis of the copper slag, which not only makes it possible to effectively clean the copper slag, but also to avoid excessive use of water.
De préférence, dans le cas où les scories de fer et d’aluminium sont lavées à l’eau, un procédé de lavage utilisé est un lavage à contre-courant en trois étapes, et une masse de l’eau utilisée est 2 à 10 fois la masse sur une base humide des scories de fer et d’aluminium, ce qui permet de nettoyer efficacement les scories de fer et d’aluminium, mais aussi d’éviter une utilisation excessive de l’eau.Preferably, in the case where iron and aluminum slag are washed with water, a washing method used is three-step backwashing, and a mass of the water used is 2 to 10 times the mass on a wet basis of iron and aluminum slag, which makes it possible to effectively clean iron and aluminum slag, but also to avoid excessive use of water.
Il n’y a aucune exigence particulière pour la source initiale du premier agent d’élimination des impuretés et du deuxième agent d’élimination des impuretés, qui, par exemple, peuvent être préparés en ajoutant une solution alcaline et du sulfure de sodium à un lixiviat (Cu < 0,1 g/L, Fe < 0,5 g/L, et Al < 1 g/L) de feuilles de cathode de batterie au lithium contenant une faible teneur en cuivre, en fer et en aluminium, mais sans s’y limiter.There are no special requirements for the initial source of the first impurity removing agent and the second impurity removing agent, which, for example, can be prepared by adding an alkaline solution and sodium sulfide to a leachate (Cu < 0.1 g/L, Fe < 0.5 g/L, and Al < 1 g/L) of lithium battery cathode sheets containing low copper, iron and aluminum content, but without limitation.
Par rapport à l’art antérieur, les effets bénéfiques de la présente demande résident dans le fait que : dans la présente demande, un excellent effet d’élimination des impuretés peut être obtenu en recyclant les scories de déchets et la matière première dans les processus antérieur et postérieur sans l’introduction d’agent externe d’élimination des impuretés. Les taux d’élimination des impuretés de Cu, Fe et Al peuvent atteindre 99% ou plus. La perte de métaux précieux est faible et la quantité totale de Ni, Co et Mn dans les scories lavées de fer et d’aluminium est inférieure à 1,5% en poids. La masse de Cu/masse de Ni dans les scories de cuivre lavées est supérieure à 15 et le taux de récupération des métaux précieux est augmenté de 0,5%. En même temps, la quantité d’alcali ajouté et la quantité de scories produites sont réduites, où la quantité de scories produites est réduite de 20% à 60%, et l’efficacité économique globale est augmentée de 5%.Compared with the prior art, the beneficial effects of the present application lie in the fact that: in the present application, excellent impurity removal effect can be achieved by recycling waste slag and raw material in the processes anterior and posterior without the introduction of external agent for removing impurities. The removal rates of Cu, Fe and Al impurities can reach 99% or more. The loss of precious metals is low and the total amount of Ni, Co and Mn in washed iron and aluminum slag is less than 1.5% by weight. The mass of Cu/mass of Ni in the washed copper slag is greater than 15, and the recovery rate of precious metals is increased by 0.5%. At the same time, the amount of alkali added and the amount of slag produced are reduced, where the amount of slag produced is reduced by 20% to 60%, and the overall economic efficiency is increased by 5%.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE RÉALISATIONDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Afin de mieux illustrer les objectifs, les solutions techniques et les avantages de la présente demande, la présente demande sera développée plus en détail ci-dessous en référence aux exemples spécifiques et aux exemples comparatifs, qui sont utilisés pour une compréhension approfondie de la présente demande mais ne limitent pas la présente demande. Tous les autres exemples obtenus par l’homme du métier sans efforts créatifs doivent entrer dans le cadre de protection de la présente demande. Sauf indication contraire, les réactifs et instruments expérimentaux impliqués dans les exemples de la présente demande sont les réactifs et instruments conventionnels d’usage courant.In order to better illustrate the objectives, technical solutions and advantages of this application, this application will be developed in more detail below with reference to the specific examples and comparative examples, which are used for an in-depth understanding of this application. but do not limit this application. All other examples obtained by those skilled in the art without creative efforts must fall within the scope of protection of this application. Unless otherwise indicated, the reagents and experimental instruments involved in the examples of the present application are the conventional reagents and instruments in common use.
Cet exemple fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,5) ont été ajoutés à 500 kg de scories humides (les scories produites par une deuxième élimination du cuivre dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 74,5%) comme premier agent d’élimination des impuretés, et soumis à une première élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 2 fois la masse des scories de cuivre, de l’eau après le lavage a été utilisée comme solvant pour une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors d’une élimination en profondeur des impuretés, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.5) was added to 500 kg of wet slag (the slag produced by a second copper removal in the previous batch, comprising copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 74.5%) as first impurity removal agent, and subjected to first copper removal, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain copper slag and a first solution freed from copper, where the copper slag was washed with water at the rate of 2 times the mass of the copper slag, water after washing was used as a solvent for a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities, and copper slag after washing was used to further recover copper;
(2) la première solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 700 kg de scories humides (les scories produites par une élimination en profondeur des impuretés dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 84,3%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 8,9%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumise à une deuxième élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 76,3%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire comme premier agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant ;(2) the first solution freed from copper was added to 700 kg of wet slag (the slag produced by deep removal of impurities in the previous batch, including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 84.3%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was of 8.9%) as a second impurity removal agent, and subjected to a second removal of copper, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain slag and a second solution free of copper, where the slag (comprising copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of sulphide nickel and cobalt sulfide was 76.3%) were used as the impurity removal agent for the first copper removal in the next batch, i.e. as the first impurity removal agent for the first removal of copper in the next batch;
(3) la deuxième solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,0 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 85°C, et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 2 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage (une teneur totale en Ni, Co et Mn < 1,5% en poids) étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ; et(3) the second copper-free solution was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.0 to remove iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 85°C, and a reaction time was 4 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing copper, aluminum iron and aluminum, where the iron and aluminum slag was washed with water at a rate of 2 times the mass of iron and aluminum slag in a three-stage backwash mode , the water after washing was added to a used lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first copper removal in the next batch, and the iron and aluminum slag after washing (a content total Ni, Co and Mn < 1.5% by weight) were general solid waste and were used to make ceramic pellets; And
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 85°C, un temps de réaction était de 2 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,0, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories (comprenant des composants ayant les teneurs suivantes : le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 88,2%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 7,5%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire le deuxième agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 85°C, a reaction time was 2 h and the pH value at a reaction end point was 6.0, so as to obtain slag and a solution after the deep removal of impurities, where the slag (including components having the following contents: carbon sulfide copper, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 88.2%, and a total mass percentage nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 7.5%) were used as the impurity removal agent for the second copper removal in the next batch, i.e. the second d removal of impurities for the second removal of copper in the next batch; and the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple 1Test data of the impurity removal process in Example 1
Cet exemple fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,5) ont été ajoutés à 700 kg de scories humides (les scories produites par une deuxième élimination du cuivre dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 72,0%) comme premier agent d’élimination des impuretés, et soumis à une première élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 5 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 6 fois la masse des scories de cuivre, l’eau après le lavage a été utilisée comme solvant pour une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors d’une élimination en profondeur des impuretés, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.5) was added to 700 kg of wet slag (the slag produced by a second copper removal in the previous batch, comprising copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 72.0%) as first impurity removal agent, and subjected to first copper removal, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 5 h, so as to obtain copper slag and a first solution freed from copper, where the copper slag was washed with water at a rate of 6 times the mass of the copper slag, the water after washing was used as a solvent for a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities, and copper slag after washing was used to further recover copper;
(2) la première solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 800 kg de scories humides (les scories produites par une élimination en profondeur des impuretés dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 86,5%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 6,3%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumise à une deuxième élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 5 h, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 78,2%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire comme premier agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant ;(2) the first solution freed from copper was added to 800 kg of wet slag (the slag produced by deep removal of impurities in the previous batch, including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 86.5%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was of 6.3%) as a second impurity removal agent, and subjected to a second removal of copper, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 5 h, so as to obtain slag and a second solution free of copper, where the slag (comprising copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of sulphide nickel and cobalt sulfide was 78.2%) were used as the impurity removal agent for the first removal of copper in the next batch, i.e. as the first impurity removal agent for the first removal of copper in the next batch;
(3) la deuxième solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,5 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 85°C, et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 6 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage (une teneur totale en Ni, Co et Mn < 1,5% en poids) étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ; et(3) the second solution stripped of copper was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.5 to remove iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 85°C, and a reaction time was 4 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing copper, aluminum iron and aluminum, where the iron and aluminum slag was washed with water at a rate of 6 times the mass of iron and aluminum slag in a three-stage backwash mode , the water after washing was added to a used lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first copper removal in the next batch, and the iron and aluminum slag after washing (a content total Ni, Co and Mn < 1.5% by weight) were general solid waste and were used to make ceramic pellets; And
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 85°C, un temps de réaction était de 2 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,0, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories (comprenant des composants ayant les teneurs suivantes : le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 86,6%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 8,6%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire le deuxième agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 85°C, a reaction time was 2 h and the pH value at a reaction end point was 6.0, so as to obtain slag and a solution after the deep removal of impurities, where the slag (including components having the following contents: carbon sulfide copper, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 86.6%, and a total mass percentage nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 8.6%) were used as the impurity removal agent for the second copper removal in the next batch, that is, the second d removal of impurities for the second removal of copper in the next batch; and the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple 2Test data of the impurity removal process in Example 2
Cet exemple fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 2,0) ont été ajoutés à 300 kg de scories humides (les scories produites par une deuxième élimination du cuivre dans le lot précédent, comprenant des composants ayant les teneurs suivantes : le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 75,4%) comme premier agent d’élimination des impuretés, et soumis à une première élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse des scories de cuivre, l’eau après le lavage a été utilisée comme solvant pour une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors d’une élimination en profondeur des impuretés, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 2.0) was added to 300 kg of wet slag (the slag produced by a second copper removal in the previous batch, comprising components having the following contents: copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulphide and cobalt sulphide was of 75.4%) as the first agent for removing impurities, and subjected to a first elimination of copper, where a reaction temperature was regulated at 80°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain copper slag and a first solution freed from copper, where the copper slag was washed with water at a rate of 10 times the mass of the copper slag, the water after washing was used as a solvent for a solution mixed sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities, and the copper slag after washing was used to further recover the copper;
(2) la première solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 550 kg de scories humides (les scories produites par une élimination en profondeur des impuretés dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 86%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 7,5%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumise à une deuxième élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 77,3%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire comme premier agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant ;(2) the first copper-free solution was added to 550 kg of wet slag (the slag produced by deep removal of impurities in the previous batch, including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 86%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 7 .5%) as a second impurity removal agent, and subjected to second copper removal, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain slag and a second solution free of copper, where the slag (comprising copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulphide and cobalt sulfide was 77.3%) were used as the impurity removal agent for the first removal of copper in the next batch, i.e. as the first impurity removal agent for the first elimination of copper in the next batch;
(3) la deuxième solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,5 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 85°C, et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage (une teneur totale en Ni, Co et Mn < 1,5% en poids) étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ; et(3) the second solution stripped of copper was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.5 to remove iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 85°C, and a reaction time was 4 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing copper, aluminum iron and aluminum, where the iron and aluminum slag were washed with water at a rate of 10 times the mass of iron and aluminum slag in a three-stage backwash mode , the water after washing was added to a used lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first copper removal in the next batch, and the iron and aluminum slag after washing (a content total Ni, Co and Mn < 1.5% by weight) were general solid waste and were used to make ceramic pellets; And
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 85°C, un temps de réaction était de 2 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,5, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 85,2%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 6,7%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire le deuxième agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 85°C, a reaction time was 2 h and the pH value at a reaction end point was 6.5, so as to obtain slag and solution after deep removal of impurities, where the slag (including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 85.2%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 6.7%) were used as the impurity removal agent for the second copper removal in the next batch, that is, the second impurity removal agent for the second batch elimination of copper in the next batch; and the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple 3Test data of the impurity removal process in Example 3
Cet exemple fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,0) ont été ajoutés à 1200 kg de scories humides (les scories produites par une deuxième élimination du cuivre dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 72,3%) comme premier agent d’élimination des impuretés, et soumis à une première élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 50°C et un temps de réaction était de 5 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse des scories de cuivre, l’eau après le lavage a été utilisée comme solvant pour une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors d’une élimination en profondeur des impuretés, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.0) was added to 1200 kg of wet slag (the slag produced by a second copper removal in the previous batch, comprising copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 72.3%) as first impurity removal agent, and subjected to first copper removal, where a reaction temperature was controlled at 50°C and a reaction time was 5 h, so as to obtain copper slag and a first solution freed from copper, where the copper slag was washed with water at a rate of 10 times the mass of the copper slag, the water after washing was used as a solvent for a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities, and copper slag after washing was used to further recover copper;
(2) la première solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 500 kg de scories humides (les scories produites par une élimination en profondeur des impuretés dans le lot précédent, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 83,9%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 8,6%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumise à une deuxième élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 50°C et un temps de réaction était de 5 h, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 74,2%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire comme premier agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant ;(2) the first copper-free solution was added to 500 kg of wet slag (the slag produced by deep removal of impurities in the previous batch, including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 83.9%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was of 8.6%) as a second impurity removal agent, and subjected to a second removal of copper, where a reaction temperature was controlled at 50°C and a reaction time was 5 h, so as to obtain slag and a second solution free of copper, where the slag (comprising copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of sulphide nickel and cobalt sulfide was 74.2%) were used as the impurity removal agent for the first copper removal in the next batch, i.e. as the first impurity removal agent for the first removal of copper in the next batch;
(3) la deuxième solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,5 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 80°C, et un temps de réaction était de 5 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage (une teneur totale en Ni, Co et Mn < 1,5% en poids) étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ; et(3) the second solution stripped of copper was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.5 to remove iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 80°C, and a reaction time was 5 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing copper, aluminum iron and aluminum, where the iron and aluminum slag were washed with water at a rate of 10 times the mass of iron and aluminum slag in a three-stage backwash mode , the water after washing was added to a used lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first copper removal in the next batch, and the iron and aluminum slag after washing (a content total Ni, Co and Mn < 1.5% by weight) were general solid waste and were used to make ceramic pellets; And
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 70°C, un temps de réaction était de 3 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,0, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 82,3%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 12,5%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire le deuxième agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 70°C, a reaction time was 3 h and the pH value at a reaction end point was 6.0, so as to obtain slag and solution after deep removal of impurities, where the slag (including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 82.3%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 12.5%) were used as the impurity removal agent for the second copper removal in the next batch, i.e. the second impurity removal agent for the second batch elimination of copper in the next batch; and the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple 4Test data of the impurity removal process in Example 4
Cet exemple fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,0) ont été ajoutés à 300 kg de scories humides (les scories ont été préparées en ajoutant une solution alcaline et du sulfure de sodium à un lixiviat de batterie au lithium contenant une faible teneur en cuivre, en fer et en aluminium, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 76%) comme premier agent d’élimination des impuretés, et soumis à une première élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 90°C et un temps de réaction était de 1 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse des scories de cuivre, l’eau après le lavage a été utilisée comme solvant pour une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors d’une élimination en profondeur des impuretés, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.0) was added to 300 kg of wet slag (the slag was prepared by adding an alkaline solution and sodium sulfide to a lithium battery leachate containing low copper, iron and aluminum content, including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 76%) as the first impurity removal agent, and subjected to a first copper removal, where a reaction temperature was regulated at 90°C and a reaction time was 1 hour, so as to obtain copper slag and a first solution free of copper, where the copper slag was washed with water at a rate of 10 times the mass of the copper slag, the water after washing was used as a solvent for a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities, and the copper slag after washing was used to further recover copper;
(2) la première solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 350 kg de scories humides (les scories ont été préparées en ajoutant une solution alcaline et du sulfure de sodium à un lixiviat de batterie au lithium contenant une faible teneur en cuivre, en fer et en aluminium, comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 87,1%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 12,4%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumise à une deuxième élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 90°C et un temps de réaction était de 1 h, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de fer et l’hydroxyde d’aluminium, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 74,1%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire comme premier agent d’élimination des impuretés pour la première élimination du cuivre dans le lot suivant ;(2) the first copper-free solution was added to 350 kg of wet slag (the slag was prepared by adding an alkaline solution and sodium sulfide to a lithium battery leachate containing low copper, iron and aluminum, comprising copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 87, 1%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 12.4%) as the second impurity removal agent, and subjected to second copper removal, where a reaction temperature has was regulated at 90°C and a reaction time was 1 hour, so as to obtain slag and a second solution freed from copper, where the slag (comprising copper sulphide, nickel sulphide, cobalt sulphide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 74.1%) were used as the impurity removal agent for the first copper removal in the next batch, that is, as the first impurity removal agent for the first copper removal in the next batch;
(3) la deuxième solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,0 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 95°C, et un temps de réaction était de 1 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage (une teneur totale en Ni, Co et Mn < 1,5% en poids) étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ;(3) the second copper-free solution was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.0 to remove iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 95°C, and a reaction time was 1 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing copper, aluminum iron and aluminum, where the iron and aluminum slag was washed with water at a rate of 10 times the mass of iron and aluminum slag in a three-stage backwash mode , the water after washing was added to a used lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first copper removal in the next batch, and the iron and aluminum slag after washing (a content total Ni, Co and Mn < 1.5% by weight) were general solid waste and were used to make ceramic pellets;
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 90°C, un temps de réaction était de 1 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,5, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories (comprenant des composants ayant les teneurs suivantes : le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 87,4%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 7,7%) ont été utilisées comme agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant, c’est-à-dire le deuxième agent d’élimination des impuretés pour la deuxième élimination du cuivre dans le lot suivant ; et la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium ; et(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 90°C, a reaction time was 1 h and the pH value at a reaction end point was 6.5, so as to obtain slag and a solution after the deep removal of impurities, where the slag (including components having the following contents: carbon sulfide copper, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 87.4%, and a total mass percentage nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 7.7%) were used as the impurity removal agent for the second copper removal in the next batch, i.e. the second d removal of impurities for the second removal of copper in the next batch; and the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium; And
(5) un autre lot du lixiviat de batterie au lithium usagée a été traité.(5) another batch of the used lithium battery leachate was treated.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple 5Test data of the impurity removal process in Example 5
Cet exemple comparatif fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This comparative example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,0) ont été ajoutés à 80 kg de poudre de fer pour éliminer le cuivre, où une température de réaction a été régulée à 50°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories d’éponge de cuivre et une solution débarrassée du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse des scories de cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.0) was added to 80 kg of iron powder to remove copper, where a reaction temperature was regulated at 50 ° C and a reaction time was 4 h, so as to obtain copper sponge slag and a solution free of copper, where the copper slag was washed with water at a rate of 10 times the mass of the copper slag;
(2) la solution débarrassée du cuivre a été ajoutée à 180 L de peroxyde d’hydrogène à 27,5% pour oxyder les ions ferreux, où une température de réaction a été régulée à 50°C et un temps de réaction était de 2 h ;(2) the copper-free solution was added to 180 L of 27.5% hydrogen peroxide to oxidize ferrous ions, where a reaction temperature was regulated at 50°C and a reaction time was 2 h ;
(3) la solution oxydée a été ajoutée à 2,5 m3d’une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,0-4,5 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 95°C et un temps de réaction était de 1 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium, où les scories de fer et d’aluminium ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse de scories de fer et d’aluminium selon un mode de lavage à contre-courant en trois étapes, l’eau après le lavage a été ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant et soumise à la première élimination du cuivre dans le lot suivant, et les scories de fer et d’aluminium après le lavage étaient des déchets solides généraux et ont été utilisées pour fabriquer des granulés céramiques ; et(3) the oxidized solution was added to 2.5 m 3 of 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.0- 4.5 for removing iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 95°C and a reaction time was 1 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after the removal of copper, iron and aluminum, where the iron and aluminum slag were washed with water at a rate of 10 times the mass of iron and aluminum slag in a washing mode counter-current in three stages, the water after washing was added to a waste lithium battery leachate in the next batch and subjected to the first removal of copper in the next batch, and iron and iron slag aluminum after washing was general solid waste and was used to make ceramic pellets; And
(4) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 20 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 90°C, un temps de réaction était de 1 h, et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,5, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories étaient de 200 kg.(4) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 20 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 90°C, a reaction time was 1 h , and the pH value at a reaction end point was 6.5, so as to obtain slag and solution after deep removal of impurities, where the slag was 200 kg.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple comparatif 1Test data of the impurity removal process in Comparative Example 1
Par rapport à la présente demande, l’exemple comparatif 1 a les inconvénients suivants :Compared to the present application, comparative example 1 has the following disadvantages:
① après ajout de poudre de fer pour remplacer le cuivre, les ions ferreux représentent 90% ou plus du fer total dans la solution après le remplacement, et l’hydrogène est également généré, ce qui comporte un risque pour la sécurité ;① after adding iron powder to replace copper, ferrous ions account for 90% or more of the total iron in the solution after replacement, and hydrogen is also generated, which poses a safety risk;
② les ions ferreux doivent être oxydés à l’avance avant que le fer ne soit éliminé, et la quantité d’utilisation de peroxyde d’hydrogène est importante ;② ferrous ions need to be oxidized in advance before iron is removed, and the amount of hydrogen peroxide use is large;
③ la teneur en fer dans la solution oxydée est supérieure de 200% à celle dans le lixiviat, et donc l’augmentation de la teneur en scories de fer et d’aluminium n’est pas inférieure à 100% dans le processus d’élimination du fer et de l’aluminium, conduisant à une grande quantité de scories de fer et d’aluminium, à un cycle de fonctionnement long et à une augmentation de la quantité d’eau utilisée pour le lavage ;③ the iron content in the oxidized solution is 200% higher than that in the leachate, and therefore the increase in iron and aluminum slag content is not less than 100% in the removal process iron and aluminum, leading to a large amount of iron and aluminum slag, long operating cycle and an increase in the amount of water used for washing;
④ la quantité d’utilisation de solution alcaline est augmentée de 2,5 fois et le coût de matériau auxiliaire est élevé ;④ the usage amount of alkaline solution is increased by 2.5 times, and the auxiliary material cost is high;
⑤ après le lavage, le nickel, le cobalt et d’autres métaux précieux enlevés par les scories de fer et d’aluminium augmentent considérablement par rapport à l’exemple 2, et cette partie des métaux précieux ne peut pas être récupérée efficacement ; et⑤ after washing, the nickel, cobalt and other precious metals removed by iron and aluminum slag increase significantly compared with Example 2, and this part of the precious metals cannot be effectively recovered; And
⑥ les concentrations de nickel, de cobalt et d’autres métaux précieux sont réduites davantage dans la solution après l’élimination en profondeur des impuretés, les scories provenant de l’élimination en profondeur des impuretés sont renvoyées au processus de lixiviation pour la récupération, et une partie du nickel et du cobalt dedans sera perdue avec les scories de lixiviation.⑥ the concentrations of nickel, cobalt and other precious metals are further reduced in the solution after deep impurity removal, the slag from deep impurity removal is returned to the leaching process for recovery, and some of the nickel and cobalt in it will be lost with the leaching slag.
Cet exemple comparatif fournit un procédé pour éliminer les impuretés d’un lixiviat de batterie au lithium usagée, comprenant les étapes suivantes :This comparative example provides a method for removing impurities from a used lithium battery leachate, comprising the following steps:
(1) 10 m3d’un lixiviat de batterie ternaire usagée (avec une valeur de pH de 1,5) ont été ajoutés à 700 kg de scories humides (comprenant le sulfure de cuivre, le sulfure de nickel, le sulfure de cobalt, l’hydroxyde de nickel et l’hydroxyde de cobalt, où un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt était de 82,4%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt était de 6,8%) comme deuxième agent d’élimination des impuretés, et soumis à une élimination du cuivre, où une température de réaction a été régulée à 80°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de cuivre et une solution après l’élimination du cuivre, où les scories de cuivre ont été lavées à l’eau à raison de 10 fois la masse des scories de cuivre, et les scories de cuivre après le lavage ont été utilisées pour récupérer davantage le cuivre ;(1) 10 m 3 of a used ternary battery leachate (with a pH value of 1.5) was added to 700 kg of wet slag (including copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide , nickel hydroxide and cobalt hydroxide, where a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide was 82.4%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide was 6.8%) as the second impurity removal agent, and subjected to copper removal, where a reaction temperature was controlled at 80°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain copper slag and a solution after copper removal, where the copper slag was washed with water at the rate of 10 times the mass of the copper slag, and the copper slag after washing was used to recover more copper;
(2) la solution après l’élimination du cuivre a été ajoutée à une solution de carbonate de sodium à 30% en poids pour éliminer le fer et l’aluminium, et la valeur de pH a été ajustée à 4,5 pour éliminer le fer et l’aluminium, où une température de réaction a été régulée à 85°C et un temps de réaction était de 4 h, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium ; et(2) the solution after copper removal was added to 30 wt% sodium carbonate solution to remove iron and aluminum, and the pH value was adjusted to 4.5 to remove the iron and aluminum, where a reaction temperature was regulated at 85°C and a reaction time was 4 h, so as to obtain iron and aluminum slag and solution after removing the copper, iron and aluminum; And
(3) la solution après l’élimination du cuivre, du fer et de l’aluminium a été ajoutée à 1 m3d’une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium (la teneur en carbonate de sodium était de 50 kg/m3et la teneur en sulfure de sodium était de 70 kg/m3) et soumise à une élimination en profondeur des impuretés, où une température de réaction a été régulée à 85°C, un temps de réaction était de 2 h et la valeur de pH à un point final de réaction était de 6,0, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où la solution après l’élimination en profondeur des impuretés a été utilisée pour récupérer davantage le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium.(3) the solution after removing copper, iron and aluminum was added to 1 m 3 of a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide (the content of sodium carbonate was 50 kg/m 3 and the sodium sulfide content was 70 kg/m 3 ) and subjected to deep removal of impurities, where a reaction temperature was regulated at 85°C, a reaction time was 2 h and the pH value at a reaction end point was 6.0, so as to obtain slag and a solution after deep removal of impurities, where the solution after deep removal of impurities was used to further recover nickel, cobalt, manganese and lithium.
Données de test du processus d’élimination des impuretés dans l’exemple comparatif 2Test data of the impurity removal process in Comparative Example 2
Par rapport à l’exemple 1, le deuxième agent d’élimination des impuretés est utilisé comme agent d’élimination des impuretés lors de la première élimination du cuivre dans l’exemple comparatif 2, la teneur en Ni dans les scories de cuivre obtenues est plus élevée et la perte de métaux précieux est plus élevée, ce qui s’explique par le fait que pour éliminer plus complètement le cuivre, il est nécessaire d’ajouter un agent d’élimination des impuretés en excès, et en conséquence, la teneur en nickel est élevée dans les scories de cuivre après le l’élimination du cuivre et Cu/Ni (rapport massique) est faible. Dans la présente demande, les impuretés sont éliminées en deux étapes. Tout d’abord, le cuivre est éliminé plus soigneusement dans le deuxième processus d’élimination du cuivre avec un excès d’agent d’élimination des impuretés et ensuite la majeure partie du cuivre dans le lixiviat est éliminée dans le premier processus d’élimination du cuivre, ce qui garantit que le premier agent d’élimination des impuretés ajouté dans la première étape présente une efficacité élevée de nickel pour remplacer le cuivre, et les scories de cuivre finales ont un Cu/Ni (rapport massique) élevé.Compared with Example 1, the second impurity removal agent is used as the impurity removal agent in the first copper removal in Comparative Example 2, the Ni content in the copper slag obtained is higher and the loss of precious metals is higher, which is explained by the fact that to more completely remove copper, it is necessary to add an agent for removing excess impurities, and accordingly, the content Nickel content is high in copper slag after copper removal and Cu/Ni (mass ratio) is low. In the present application, the impurities are removed in two stages. First, the copper is removed more carefully in the second copper removal process with excess impurity removal agent and then most of the copper in the leachate is removed in the first removal process copper, which ensures that the first impurity removal agent added in the first stage has high nickel efficiency to replace copper, and the final copper slag has high Cu/Ni (mass ratio).
Enfin, il convient de noter que les exemples ci-dessus sont uniquement utilisés pour illustrer les solutions techniques de la présente demande et ne sont pas destinés à limiter le cadre de protection de la présente demande. Bien que la présente demande ait été élaborée en détail en référence aux exemples préférés, Il faut que l’homme du métier comprenne que les solutions techniques de la présente demande peuvent être modifiées et remplacées également sans s’écarter de la substance et du cadre des solutions techniques de la présente demande.Finally, it should be noted that the above examples are only used to illustrate the technical solutions of this application and are not intended to limit the protection framework of this application. Although the present application has been elaborated in detail with reference to the preferred examples, it is necessary for those skilled in the art to understand that the technical solutions of the present application can be modified and replaced also without deviating from the substance and scope of the present application. technical solutions of this application.
Claims (9)
de réalisation d’une première élimination du cuivre sur un lixiviat de batterie au lithium usagée en ajoutant un premier agent d’élimination des impuretés, de manière à obtenir des scories de cuivre et une première solution débarrassée du cuivre ;
de réalisation d’une deuxième élimination du cuivre sur la première solution débarrassée du cuivre en ajoutant un deuxième agent d’élimination des impuretés, de manière à obtenir des scories et une deuxième solution débarrassée du cuivre, où les scories résultantes sont utilisées comme premier agent d’élimination des impuretés pour le lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour éliminer les impuretés ;
d’ajustement du pH de la deuxième solution débarrassée du cuivre en ajoutant un alcali pour précipiter le fer et l’aluminium, de manière à obtenir des scories de fer et d’aluminium et une solution après l’élimination du fer, de l’aluminium et du cuivre ;
de réalisation d’une élimination en profondeur des impuretés sur la solution après l’élimination du fer, de l’aluminium et du cuivre en ajoutant du carbonate de sodium et du sulfure de sodium, de manière à obtenir des scories et une solution après l’élimination en profondeur des impuretés, où les scories résultantes sont utilisées comme deuxième agent d’élimination des impuretés pour le lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour éliminer les impuretés ; et
d’utilisation de la solution après l’élimination en profondeur des impuretés pour récupérer le nickel, le cobalt, le manganèse et le lithium ;
dans lequel le premier agent d’élimination des impuretés comprend du sulfure de cuivre, du sulfure de nickel, du sulfure de cobalt, de l’hydroxyde de fer et de l’hydroxyde d’aluminium, et un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt dans le premier agent d’élimination des impuretés est supérieur ou égal à 70% ;
le deuxième agent d’élimination des impuretés comprend du sulfure de cuivre, du sulfure de nickel, du sulfure de cobalt, de l’hydroxyde de nickel et de l’hydroxyde de cobalt, et un pourcentage massique total de sulfure de nickel et de sulfure de cobalt dans le deuxième agent d’élimination des impuretés est supérieur ou égal à 80%, et un pourcentage massique total d’hydroxyde de nickel et d’hydroxyde de cobalt dans le deuxième agent d’élimination des impuretés est compris entre 5% et 15%.Process for removing impurities from used lithium battery leachate, comprising the following steps:
carrying out a first removal of copper on a used lithium battery leachate by adding a first impurity removal agent, so as to obtain copper slag and a first copper-free solution;
performing a second copper removal on the first copper-free solution by adding a second impurity removal agent, so as to obtain slag and a second copper-free solution, where the resulting slag is used as the first agent impurity removal for used lithium battery leachate in the next batch to remove impurities;
adjusting the pH of the second solution freed from copper by adding an alkali to precipitate iron and aluminum, so as to obtain iron and aluminum slag and a solution after removing iron, aluminum aluminum and copper;
realizing deep removal of impurities on the solution after removing iron, aluminum and copper by adding sodium carbonate and sodium sulfide, so as to obtain slag and solution after the deep removal of impurities, where the resulting slag is used as a second impurity removal agent for the waste lithium battery leachate in the next batch to remove the impurities; And
use of the solution after deep removal of impurities to recover nickel, cobalt, manganese and lithium;
wherein the first impurity removal agent comprises copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, iron hydroxide and aluminum hydroxide, and a total mass percentage of nickel sulfide and cobalt sulfide in the first impurity removal agent is greater than or equal to 70%;
the second impurity removal agent comprises copper sulfide, nickel sulfide, cobalt sulfide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide, and a total mass percentage of nickel sulfide and sulfide of cobalt in the second impurity removal agent is greater than or equal to 80%, and a total mass percentage of nickel hydroxide and cobalt hydroxide in the second impurity removal agent is between 5% and 15%.
(a) lors de l’élimination en profondeur des impuretés, le carbonate de sodium et le sulfure de sodium ajoutés constituent une solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium, et dans la solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium, un pourcentage massique du carbonate de sodium est compris entre 5% et 20%, et un pourcentage massique du sulfure de sodium est compris entre 5% et 20% ; les scories de cuivre sont lavées à l’eau et soumises à une séparation solide-liquide, de manière à obtenir des scories de cuivre lavées et de l’eau après le lavage des scories de cuivre, les scories de cuivre lavées sont utilisées pour récupérer le cuivre, et l’eau après le lavage des scories de cuivre est utilisée comme solvant pour la solution mixte de carbonate de sodium et de sulfure de sodium lors de l’élimination en profondeur des impuretés ; et
(b) les scories de fer et d’aluminium sont lavées à l’eau et soumises à une séparation solide-liquide, de manière à obtenir des scories lavées de fer et d’aluminium et de l’eau après le lavage des scories de fer et d’aluminium, et l’eau après le lavage des scories de fer et d’aluminium est ajoutée à un lixiviat de batterie au lithium usagée dans le lot suivant pour l’élimination des impuretés.A method for removing impurities from used lithium battery leachate according to claim 1, wherein at least one of conditions (a) and (b) is satisfied:
(a) during deep removal of impurities, the added sodium carbonate and sodium sulfide constitute a mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide, and in the mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide sodium, a mass percentage of sodium carbonate is between 5% and 20%, and a mass percentage of sodium sulphide is between 5% and 20%; the copper slag is washed with water and subjected to solid-liquid separation, so as to obtain washed copper slag and water after washing the copper slag, the washed copper slag is used to recover copper, and water after washing copper slag is used as a solvent for the mixed solution of sodium carbonate and sodium sulfide during deep removal of impurities; And
(b) the iron and aluminum slag is washed with water and subjected to solid-liquid separation, so as to obtain washed iron and aluminum slag and water after washing the iron and aluminum slag. iron and aluminum, and the water after washing the iron and aluminum slag is added to a waste lithium battery leachate in the next batch for impurity removal.
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