镍氢废电池正极材料的浸出方法
【专利摘要】本发明介绍的镍氢废电池正极材料的浸出方法是将将从镍氢废电池中分离出分离出的并经焙烧预处理得到的正极材料放入耐压和耐硫酸腐蚀的容器中，并将硫酸泵入该容器，然后密封容器，并通入SO2进行浸出。
【专利说明】镍氢废电池正极材料的浸出方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及镍氢废电池正极材料的一种浸出方法。
【背景技术】
[0002]镍氢电池是一类广泛使用的电池，该电池使用报废后将产生大量废电池。由于这类电池含有大量重金属,若弃入环境，将对环境产生很大的直接和潜在危害。镍氢废电池正极材料主要含镍和钴，两者的总含量高达50~70%，很具回收价值。目前从镍氢废电池正极材料中回收镍、钴的工艺主要有火法工艺和湿法工艺。火法工艺得到的产品为合金材料，很难获得较纯的镍和钴。湿法工艺比较容易得到较纯的镍和钴。浸出是湿法工艺中必不可少的一个过程。目前镍氢废电池正极材料的浸出方法主要有盐酸浸出法、硫酸浸出法、硝酸浸出法和混酸(硫酸加硝酸)浸出法。盐酸浸出法，设备腐蚀大，酸雾产生量大而污染环境。硫酸浸出法消耗较昂贵的还原剂(如双氧水等)，而且浸出速度较慢，酸耗高。硝酸浸出法的硝酸消耗量大，而且会产生大量氮氧化物，污染环境。所有的湿法工艺都存在如何经济地提高浸出速度、提高金属浸出率、降低酸耗和其它辅料消耗的问题。虽然硝酸加工业纯氧浸出法和混酸加工业纯氧浸出法较好地解决了上述问题，但浸出设备较复杂，而且废电池浸出所需工业纯氧量不大，废电池处理企业就地生产工业纯氧自用不经济，工业纯氧的储存、运输和使用比较麻烦。开发设备腐蚀小、浸出速度快、浸出率高、酸耗和其它辅料消耗低、使用方便、 基本无环境污染的镍氢废电池正极材料的浸出方法具有较大实用价值。
【发明内容】
[0003]针对目前镍氢废电池正极材料浸出的问题，本发明的目的是寻找一种金属浸出率高，浸出速度快，浸出率高，酸耗和其它辅料消耗低，使用方便，不用昂贵还原剂，基本无环境污染的的镍氢废电池正极材料的浸出方法，其特征在于将从镍氢废电池中分离出分离出的并经焙烧预处理得到的正极材料放入耐压和耐硫酸腐蚀的容器中，并将硫酸泵入该容器，然后密封容器，并通入SO2进行浸出，浸出结束后进行液固分离，得到所需浸出溶液。反应温度为40°c~80°C，浸出的硫酸初始浓度为lmol/L~4mol/L，浸出时间为Ih~3h，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为30r/min~120r/min。硫酸加入量为加入反应容器的正极材料中全部金属浸出的硫酸理论消耗量的101%~140%。浸出过程的压力为0.05MPa~
0.2MPa。
[0004]本发明的目的是这样实现的:在密闭和SO2存在的条件下，硫酸浸出经焙烧预处理后的镍氢废电池正极材料(材料中的镍和钴呈氧化物形态)时，浸出过程发生如下主要化学反应:
NiO + H2SO4 = NiSO4 + H2O
Ni2O3 + H2SO4 +SO2 = 2NiS04 + H2O
CoO + H2SO4 = CoSO4 + H2O
Co2O3 + H2SO4 +SO2 = 2CoS04 + H2O由于SO2的还原能力比现有浸出方法中普遍使用的双氧水的还原能力强得多，而且不需要在强酸性环境下才能还原，这样可以降低浸出过程的酸度，减少硫酸和还原剂的消耗，提高反应速度。SO2可以彻底破坏正极材料中高价氧化物的层状结构，提高有价金属的浸出率。
[0005]相对于现有方法，本发明的突出优点是采用SO2作还原剂浸出镍氢废电池正极材
料，反应速度快，反应酸度较低，硫酸和还原剂的消耗量小；正极材料中高价氧化物的层状
结构破坏彻底，可提高金属浸出率；浸出液后续处理中不需要中和大量的酸，成本较低；浸
出液后续处理中产生的废弃物量少，降低了污染治理费用，具有明显的经济效益和环境效.、
Mo
[0006]具体实施方法
实施例1:将100g经焙烧预处理的镍氢废电池正极材料(含镍56.4%，钴5.9%)加入容积为IL的不锈钢压力反应釜中，加入1.5mol/L的硫酸780ml，在40°C~50°C下搅拌(搅拌速度80r/min)通入SO2浸出2.5h，浸出压力为0.05MPa，浸出结束后进行液固分离，得到760ml浸出溶液(不含浸出渣洗涤水)。镍和钴的浸出率分别为99.1%、98.9% (按进入浸出溶液和浸出渣洗涤液中的镍和钴计算)。
[0007]实施例2:将500g经焙烧预处理的镍氢废电池正极材料(含镍56.4%，钴5.9%)加入容积为5L的不锈钢压力反应釜中，加入3.0moI/L的硫酸2400ml，在70°C~80°C下搅拌(搅拌速度70r/min)通入502浸出1.0h，浸出压力为0.15MPa，浸出结束后进行液固分离，得到2200ml浸出溶液(不含浸`出渣洗涤水)。镍和钴的浸出率分别为99.8%, 99.5% (按进入浸出溶液和浸出渣洗涤液中的镍和钴计算)。
【权利要求】
1.一种镍氢废电池正极材料的浸出方法，其特征是将从镍氢废电池中分离出分离出的并经焙烧预处理得到的正极材料放入耐压和耐硫酸腐蚀的容器中，并将硫酸泵入该容器，然后密封容器，并通入SO2进行浸出，浸出结束后进行液固分离，得到所需浸出溶液，反应温度为40°c~80°C，浸出的硫酸初始浓度为lmol/L~4mol/L，浸出时间为Ih~3h，浸出过程进行搅拌，搅拌速度为30r/min~120r/min，硫酸加入量为加入反应容器的正极材料中全部金属浸出的硫 酸理论消耗量的101%~140%，浸出过程的压力为0.05MPa~0.2MPa。
【文档编号】C22B23/00GK103757293SQ201310736476
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月29日 优先权日:2013年12月29日
【发明者】龙炳清, 方绪坤, 周讯 申请人:四川师范大学