專利名稱：一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢電池回收方法，特別涉及一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法。
背景技術(shù)：
電池在生活中的應(yīng)用廣泛，鎳氫電池是其中的一種，用量同樣很大。鎳氫電池中含有大量的鎳以及相當(dāng)數(shù)量的鈷和稀土元素，其外殼一般為鋼殼。鎳 及其化合物有毒，是環(huán)境致癌物質(zhì)。同時，鎳也是一種稀缺的、用途廣泛、價值較高的有色金屬；鈷更是資源少、價格昂 貴的金屬；稀土元素同樣用途廣泛、價值不菲。因此，不管是從環(huán)保的角度，還是從經(jīng)濟利益 的角度，回收利用鎳氫廢舊電池都有十分重要的意義。現(xiàn)有的鎳氫電池，由于缺乏適當(dāng)?shù)幕厥胀緩?，一般作為垃圾被填埋，對環(huán)境有著潛 在的污染，也是一種巨大的浪費?，F(xiàn)有的鎳氫廢舊電池的回收方法，主要為火法和濕法?；鸱ㄖ饕脧U舊電池中各元素的沸點差異進行分離、熔煉，通過高溫?zé)峤?，然?萃取分離純化，以回收Ni—Fe合金為目的。這種方法能耗高，會產(chǎn)生大量的有害氣體，污染 大，且不能有效地回收鎳氫廢電池中的稀土元素，應(yīng)用范圍極其有限。濕法主要是將電池物理分選，在此階段廢舊鎳氫電池經(jīng)過機械粉碎、去堿液、磁力 與重力分離方法處理后，含鐵物質(zhì)將被分離出來；通過酸洗將鐵、鎳等元素溶解在酸溶液 中，根據(jù)不同金屬鹽或氫氧化物的不同溶度積，通過調(diào)節(jié)溶液的PH值將鎳鈷以外的其它金 屬沉淀出來；根據(jù)鎳、鈷的電化學(xué)還原電位不同，剩余的鎳和鈷可以采用金屬電沉積技術(shù)以 金屬的形式沉積到電極上。但是，這樣還是不能很好的回收鎳氫廢電池中的稀土元素。回 收的過程中也需要使用較多的電力。目前缺乏一種回收路線短、回收效益高的鎳氫廢舊電池回收工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鎳氫廢舊電池回收方法。本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是
一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，包括以下步驟
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中含有硫酸和氧化劑，氧化劑中不含有氯離子或硝酸根離
子；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，升溫至50 100°C，浸出1 3小時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2 5，加入水溶性硫酸鹽，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。優(yōu)選的，沉淀稀土元素時，優(yōu)選調(diào)節(jié)濾液的溫度至50 90°C。
氧化劑優(yōu)選為過氧化氫、過硫酸堿金屬鹽。浸出液中過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為 5 10%，浸出液中過硫酸堿金屬鹽的濃度為0. 5 5mol/L。優(yōu)選的，浸出液中硫酸的濃度為1 5mol/L。優(yōu)選的，浸出液粉末=1 6 L :1 kg。優(yōu)選的，水溶性硫酸鹽的加入量優(yōu)選為沉淀稀土元素所需理論量的1. 5 3. 0倍。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的鎳氫廢舊電池回收方法，可有效的回收各種鎳氫電池中的各種有價值的金屬 元素。萃取純化后的含鎳和鈷的硫酸鹽溶液，可直接應(yīng)用于鎳氫電池的正極材料球形氫氧 化鎳的生產(chǎn)。回收過程中消耗的能源少，回收工藝路線短，回收效益好。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的工藝流程如圖1所示。一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，包括以下步驟
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中含有硫酸和氧化劑，氧化劑中不含有氯離子或硝酸根離
子；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，升溫至50 100°C，浸出1 3小時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2 5，加入水溶性硫酸鹽，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。優(yōu)選的，沉淀稀土元素時，優(yōu)選調(diào)節(jié)濾液的溫度至50 90°C。氧化劑優(yōu)選為過氧化氫、過硫酸堿金屬鹽。浸出液中過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為 5 10%，浸出液中過硫酸堿金屬鹽的濃度為0. 5 5mol/L。優(yōu)選的，浸出液中硫酸的濃度為1 5mol/L。優(yōu)選的，浸出液粉末=1 6 L :1 kg。優(yōu)選的，水溶性硫酸鹽的加入量優(yōu)選為沉淀稀土元素所需理論量的1. 5 3. 0倍。經(jīng)浸出后，鎳氫廢舊電池中的鎳、鈷、稀土元素絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化成易溶于水的硫酸 鹽。稀土元素硫酸鹽然后與水溶性硫酸鹽反應(yīng)，生成稀土(RE)復(fù)鹽沉淀，進而回收稀土元 素。以為Na2SO4例，其反應(yīng)機理如下
RE2 (SO4) 3+Na2S04+xH20 — RE2 (SO4) 3 · Na2SO4 · xH20 ( I )
萃取劑的用途在于去除濾液中的鐵、鋅、錳等雜質(zhì)元素，其用量范圍是本領(lǐng)域技術(shù)人員 所熟知的。P204的萃取效果較好，一般使用P204對濾液進行萃取，當(dāng)然，這也可以使用其他 的萃取劑。下面結(jié)合實施例，進一步說明本發(fā)明。實施例1
1) 將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為lmol/L、過氧化氫的濃度為10%；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1kg :6L，升溫至50°C，浸出3小時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2，溫度為50°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量
1.5倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 4%，鈷的回收率為99. 9%，稀土元素的回收率為97. 9%。實施例2
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為5mol/L、過氧化氫的濃度為5%；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1 kg:l L，升溫至100°C，浸出1小
時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2，溫度為90°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量3 倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 2%，鈷的回收率為99. 8%，稀土元素的回收率為98. 6%。實施例3
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為3mol/L、過氧化氫的濃度為8%；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1 kg:3 L，升溫至70°C，浸出1.5小
時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至3，溫度為65°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量2 倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 7%，鈷的回收率為99. 6%，稀土元素的回收率為98. 2%。實施例4
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為4mol/L、過硫酸鈉的濃度為0. 5 mol/L ；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1kg:4 L，升溫至60°C，浸出2小時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至4，溫度為55°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量
2.5倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 1%，鈷的回收率為99. 3%，稀土元素的回收率為97. 6%。實施例5
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為2mol/L、過硫酸鈉的濃度為5 mol/L ；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1 kg:2 L，升溫至80°C，浸出1.5小
時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至3，溫度為75°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量 1. 5倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 4%，鈷的回收率為99. 5%，稀土元素的回收率為98. 4%。實施例6
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為3mol/L、過硫酸鈉的濃度為1. 5 mol/L ；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1 kg 4 L，升溫至90°C，浸出1.5小
時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至4，溫度為83°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量 1. 5倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 4%，鈷的回收率為99. 3%，稀土元素的回收率為97. 8%。實施例7
1)將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分
罔；
2)配制浸出液，浸出液中硫酸的濃度為3mol/L、過硫酸鈉的濃度為3mol/L；
3)將篩下的粉末投入浸出液中，粉末浸出液=1 kg:3 1^，升溫至851，浸出2.5小
時；
4)固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至4，溫度為74°C，加入沉淀稀土元素所需理論用量 1. 5倍硫酸鈉，沉淀其中的稀土元素；
5)固液分離，濾液加入萃取劑P204除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。鎳的回收率為99. 1%，鈷的回收率為99. 0%，稀土元素的回收率為98. 5%。本發(fā)明的鎳氫廢舊電池回收方法，可有效的回收各種鎳氫電池中的各種有價值的 金屬元素。萃取純化后的含鎳和鈷的硫酸鹽溶液，可直接應(yīng)用于鎳氫電池的正極材料球形 氫氧化鎳的生產(chǎn)?；厥者^程中消耗的能源少，回收工藝路線短，回收效益好。
權(quán)利要求
一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，包括以下步驟1) 將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩，將鎳氫廢舊電池破碎物中的鋼殼與其余物質(zhì)分離；2) 配制浸出液，浸出液中含有硫酸和氧化劑，氧化劑中不含有氯離子或硝酸根離子；3) 將篩下的粉末投入浸出液中，升溫至50～100℃，浸出1～3小時；4) 固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2～5，加入水溶性硫酸鹽，沉淀其中的稀土元素；5)固液分離，濾液加入萃取劑除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于 元素時，調(diào)節(jié)濾液的溫度至50 90°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于 過氧化氫、過硫酸堿金屬鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于 過氧化氫的質(zhì)量百分濃度為5 10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于 過硫酸堿金屬鹽的濃度為0. 5 5mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于 硫酸的濃度為1 5mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于浸出液粉 末=1 6 L 1 kg。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于水溶性硫 酸鹽的加入量為沉淀稀土元素所需理論量的1. 5 3. 0倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，其特征在于萃取劑為 P204。沉淀稀土 氧化劑為 浸出液中 浸出液中 浸出液中
全文摘要
本發(fā)明公開了種鎳氫廢舊電池的綜合回收方法，包括將鎳氫廢舊電池破碎，磁選過篩；配制浸出液，浸出液中含有硫酸和氧化劑；將篩下的粉末投入浸出液中，升溫至50～100℃，浸出1～3小時；固液分離，調(diào)節(jié)濾液的pH值至2～5，加入水溶性硫酸鹽，沉淀其中的稀土元素；固液分離，濾液加入萃取劑除雜，得到含鎳和鈷的硫酸鹽溶液。本發(fā)明的鎳氫廢舊電池回收方法，可有效的回收各種鎳氫電池中的各種有價值的金屬元素。萃取純化后的含鎳和鈷的硫酸鹽溶液，可直接應(yīng)用于鎳氫電池的正極材料球形氫氧化鎳的生產(chǎn)?；厥者^程中消耗的能源少，回收工藝路線短，回收效益好。
文檔編號C22B7/00GK101886178SQ20101023836
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者劉華力, 田吉平, 蘇俊彥 申請人:江門市長優(yōu)實業(yè)有限公司