从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法
【专利摘要】本发明提供一种从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法。为实现稀土资源的重复利用，需从废旧镍氢电池中将稀土元素提取出来。由于稀土元素具有不易分离的特点，所以本发明对电池芯的浸出液使用伯胺N1923作为萃取剂进行萃取，使用酸溶液对萃取后得到的负载稀土元素的有机溶液进行反萃，得到富集稀土元素的反萃液和空有机溶液，不断地将空有机溶液重复萃取和反萃过程，最终得到的混合反萃液中加入氨水溶液、草酸溶液，产生草酸稀土沉淀，对草酸稀土进行煅烧，得到混合稀土氧化物。实现从镍氢电池中回收稀土元素的目的。
【专利说明】从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于废旧电池稀土元素回收领域，具体涉及从镍氢电池中回收稀土元素的方法。
技术背景
[0002]镍氢电池从20世纪末开始发展起来并得到普遍应用，从结构上看，每种电池都包括了正极、负极、隔膜、外壳和电解液几大部分。正负电极一般都由集流体、活性物质以及各种添加剂组成，有些物质组分具有强腐蚀性、毒性或不易分离等特点，这都增加了回收利用的难度。从资源利用的角度看，我国每年生产电池要消耗大量的有价金属和稀土资源，如果废旧电池不能得到合理的回收利用，不仅对环境造成污染，而且造成资源的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于提供一种从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，解决从镍氢电池中回收具有不易分离特点的稀土元素的问题。
[0004]本发明实现发明目的采用的技术方案是，该方法包括如下步骤:
[0005]步骤1、将废旧电池剥壳得到电池芯，对电池芯进行破碎处理；
[0006]步骤2、使用硫酸溶液和氧化剂对破碎的电池芯进行浸出，固液分离得到的液体为浸出液；
[0007]步骤3、对浸出液进行萃取，使用浓度为5~45的伯胺N1923作为萃取剂，同时加入1%~25%的异辛醇和30~90%的磺化煤油，萃取之后得到萃余液和负载稀土元素的有机溶液；
[0008]步骤4、对负载稀土元素的有机溶液进行反萃，使用的反萃剂为酸溶液，得到富集稀土元素的反萃液和空有机溶液；
[0009]步骤5、将空有机溶液返回步骤3中重复萃取，重复步骤3-步骤4的操作，将每次重复步骤3-步骤4操作后得到的反萃液混合在一起；
[0010]步骤6、在得到的混合反萃液中加入氨水溶液、草酸溶液，产生草酸稀土沉淀；步骤7、将沉淀物草酸稀土分离出来，对草酸稀土进行煅烧，煅烧温度为900°C~1100°C，气氛为:纯净无油空气加惰性气体，煅烧后得到混合稀土氧化物。
[0011]下面结合附图和实例对本发明做进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1从镍氢电池 中提取稀土元素和金属元素流程图【具体实施方式】
[0013]本发明为实现从废旧镍氢电池中回收稀土元素的目的，对电池芯的浸出液使用伯胺N1923作为萃取剂进行萃取，使用酸溶液对萃取后得到的负载稀土元素的有机溶液进行反萃，得到富集稀土元素的反萃液和空有机溶液，不断地将空有机溶液重复萃取和反萃过程，最终得到的混合反萃液中加入氨水溶液、草酸溶液，产生草酸稀土沉淀，对草酸稀土进行煅烧，得到混合稀土氧化物。
[0014]本发明提供的回收方法包括如下步骤:
[0015]步骤1、将废旧电池剥壳得到电池芯，对电池芯进行破碎处理；
[0016]步骤2、使用硫酸溶液和氧化剂对破碎的电池芯进行浸出，固液分离得到的液体为浸出液；
[0017]步骤3、对浸出液进行萃取，使用浓度为5~45的伯胺N1923作为萃取剂，同时加入1%~25%的异辛醇和30~90%的磺化煤油，萃取之后得到萃余液和负载稀土元素的有机溶液；
[0018]步骤4、对负载稀土元素的有机溶液进行反萃，使用的反萃剂为酸溶液，得到富集稀土元素的反萃液和空有机溶液；
[0019]步骤5、将空有机溶液返回步骤3中重复萃取，重复步骤3-步骤4的操作，将每次重复步骤3-步骤4操作后得到的反萃液混合在一起；
[0020]步骤6、在得到的混合反萃液中加入氨水溶液、草酸溶液，产生草酸稀土沉淀；
[0021]步骤7、将沉淀物草酸稀土分离出来，对草酸稀土进行煅烧，煅烧后得到混合稀土氧化物。
[0022]本发明实施例中，所述从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，所述步骤2中所述的氧化剂为过氧化氢溶液或空气。
`[0023]本发明实施例中，所述从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，所述步骤7中所述煅烧温度为900°C~1100°C，气氛为:纯净无油空气加惰性气体。
[0024]本发明实施例中，所述从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，对于所述步骤3中所述萃余液，从该萃余液中提取铁、锰、锌、铜、镍、钴金属元素的方法包括以下步骤:
[0025]步骤1、向萃余液中加入碳酸钠溶液、过氧化氢溶液，反应后产生沉淀物，固液分离后，得到的液体为除铁液；
[0026]步骤2、向除铁液中加入P204和煤油进行萃取，得到镍、钴净化液和负载铁、锰、锌、铜金属元素的有机溶液；
[0027]步骤3、在所述负载铁、锰、锌、铜金属元素的有机溶液中，加入硫酸溶液和盐酸溶液进行反萃，得到空有机溶液和硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、氯化铁的溶液；步骤4、将步骤3中所述的空有机溶液返回步骤2中重复萃取，重复步骤2-步骤3的操作，将每次重复步骤2-步骤3操作后得到的硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、氯化铁溶液分别收集；
[0028]步骤5、向步骤2中所述的镍、钴净化液中加入P507和煤油，进行萃取，得到硫酸镍溶液和负载钴元素的有机溶液；
[0029]步骤6、向负载钴元素的有机溶液中加入盐酸溶液进行反萃，得到氯化钴溶液和空有机溶液；
[0030]步骤7、将步骤6中所述的空有机溶液返回步骤5中重复萃取，重复步骤5-步骤6的操作，将每次重复步骤5-步骤6操作后得到的氯化钴溶液混合在一起。
[0031]在本发明的实施例中，首先将废旧钢带电池外壳机械剥开，人工掰开外壳及内芯，一并投入到浸出槽中。单槽投料量70kg，液/固=20/1，硫酸浓度lmol/1，双氧水加入量0.4g/lg，反应时间72h，无外部加热，间歇搅拌；使用两个浸出槽，共处理废电池140kg。加入自来水冲洗一次后，把水放干后加入1322kg纯水，77.78L98%硫酸。每隔4h加双氧水4kg,总投入28kg。
[0032]在浸出后期，取出渣观察，电池钢外壳已全部溶解，将电池内芯摊开，部分电池内芯仍存在许多黑色粉末，钢网上覆盖黄色金属，为置换出的铜。
[0033]试验分析结果如表1:
[0034]
【权利要求】
1.一种从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，包括以下步骤: 步骤1、将废旧电池剥壳得到电池芯，对电池芯进行破碎处理； 步骤2、使用硫酸溶液和氧化剂对破碎的电池芯进行浸出，固液分离得到的液体为浸出液； 步骤3、对浸出液进行萃取，使用浓度为5~45的伯胺N1923作为萃取剂，同时加入1%~25%的异辛醇和30-90%的磺化煤油，萃取之后得到萃余液和负载稀土元素的有机溶液；步骤4、对负载稀土元素的有机溶液进行反萃，使用的反萃剂为酸溶液，得到富集稀土元素的反萃液和空有机溶液； 步骤5、将空有机溶液返回步骤3中重复萃取，重复步骤3-步骤4的操作，将每次重复步骤3-步骤4操作后得到的反萃液混合在一起； 步骤6、在得到的混合反萃液中加入氨水溶液、草酸溶液，产生草酸稀土沉淀； 步骤7、将沉淀物草酸稀土分离出来，对草酸稀土进行煅烧，煅烧后得到混合稀土氧化物。
2.根据权利要求1所述从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，所述步骤2中所述氧化剂为过氧化氢溶液或空气。
3.根据权利要求1所述从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，所述步骤7中所述煅烧温度为900°C~1100°C，气氛为:纯净无油空气加惰性气体。
4.根据权利要求1所述`从废旧镍氢电池中回收稀土元素的方法，对于步骤3中所述萃余液，从该萃余液中提取铁、锰、锌、铜、镍、钴金属元素的方法包括以下步骤: 步骤1、向萃余液中加入碳酸钠溶液、过氧化氢溶液，反应后产生沉淀物，固液分离后，得到的液体为除铁液； 步骤2、向除铁液中加入P204和煤油进行萃取，得到镍、钴净化液和负载铁、锰、锌、铜金属元素的有机溶液； 步骤3、在所述负载铁、锰、锌、铜金属元素的有机溶液中，加入硫酸溶液和盐酸溶液进行反萃，得到空有机溶液和硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、氯化铁的溶液； 步骤4、将步骤3中所述的空有机溶液返回步骤2中重复萃取，重复步骤2-步骤3的操作，将每次重复步骤2-步骤3操作后得到的硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、氯化铁溶液分别收集; 步骤5、向步骤2中所述的镍、钴净化液中加入P507和煤油，进行萃取，得到硫酸镍溶液和负载钴元素的有机溶液； 步骤6、向负载钴元素的有机溶液中加入盐酸溶液进行反萃，得到氯化钴溶液和空有机溶液； 步骤7、将步骤6中所述的空有机溶液返回步骤5中重复萃取，重复步骤5-步骤6的操作，将每次重复步骤5-步骤6操作后得到的氯化钴溶液混合在一起。
【文档编号】C22B59/00GK103555954SQ201310537810
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月4日 优先权日:2013年11月4日
【发明者】刘淼, 贾勇胜, 王国华, 陈仲春, 田吉英 申请人:湖南格瑞普新能源有限公司