一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法
【专利摘要】本发明提供了一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，按电池粉碎——电芯粉体溶解——除杂——若干级萃取——若干级反萃步骤依次进行，所述萃取步骤是将萃取剂有机溶液加入到经除杂后得到稀土的原液，萃取剂有机溶液成分包括烷基甲基胺类混合有机物、有机磷酸酯类、磺化煤油和碳原子数在6个以上的液体有机醇类；所述萃取级数至少为3级，所述反萃的级数至少为3级。本发明的回收方法，使用了特殊的萃取剂有机溶液，其对稀土的萃取分离效率较高，一般能达到99%以上；本回收方法不会带入任何钠离子，省去了除钠工序和成本，而且有机萃取剂是可以再生循环使用的，可进一步减少成本，有机萃取剂无需皂化，省去皂化成本。
【专利说明】一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种从废旧电池中回收有价物质的方法，特别涉及一种从稀土的从废IH镍氢电池中回收稀土的方法。
【背景技术】
[0002]在能源紧张的今天，新能源电池作为一种解决方案，得到了广泛的运用。但对于废旧电池的回收，国内的技术还比较粗糙，很多贵重的元素都没有认真分离出来，如镍氢电池中的稀土。
[0003]传统的镍氢电池回收稀土的方法中，常用加入无水硫酸钠沉淀得到稀土硫酸复盐的方法来回收稀土。该方法虽然操作简单，但存在三点缺陷:1、沉淀法受到溶度积的影响，当溶液中的稀土浓度低于0.2~0.3g/L时，沉淀反应将变得非常困难，该现象的表现为稀土沉淀不彻底，一般回收率难以高于95% ;2、为提高沉淀效率，硫酸钠的加入需过量加入，这将给溶液带入较多的钠离子，并需在后续增加除钠工序和成本；3、沉淀物稀土硫酸复盐的热稳定性高，不易进行进一步精加工，而稀土硫酸复盐本身附加值较低。
[0004]而现有的从硫酸盐体系中萃取分离轻稀土的方法，大多为单一稀土萃取分离方法，在少数几种混合稀土萃取分离方法中，也需要加入钠等碱金属盐添加剂，这将会导致电池回收广品精制后期排纳成本的提闻。
【发明内容】
[0005]本发明旨在提供一种利用萃取剂直接回收稀土、提高萃取分离的效率、简化回收工序的从废旧镍氢电池中回收稀土的方法。本发明通过以下方案实现:·[0006]一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，按如下步骤进行:
[0007](I)粉碎:将废旧镍氢电池拆解，分选出电芯，将电芯破碎成粉体；
[0008](2)溶解:将电芯粉体加到由酸和氧化剂组成的混合溶液中，在50~65°C下持续搅拌I~5小时，得到浸出液；
[0009](3)除杂:用氢氧化镍或碳酸镍调节浸出液的pH值至0.1~4.0,固液分离，得到稀土原液；
[0010](4)萃取:将萃取剂有机溶液加入稀土原液中，再进行3级以上的逆流萃取，静置后将负载稀土的有机相分液出来；所述萃取剂有机溶液成分包括烷基甲基胺类混合有机物、有机磷酸酯类、磺化煤油和碳原子数在6个以上的液体有机醇类；
[0011](5)反萃取:使无机酸对负载稀土的有机相进行反萃取，级数至少为3级，即得到稀土盐溶液。
[0012]为得到稀土，可再将经上述五个步骤后得到的稀土盐溶液通过下述步骤:将稀土盐溶液烘干得到稀土盐固体，然后在300~1200°C条件下高温焙烧，再对高温焙烧得到的固体熔盐进行电解得到稀土。
[0013]所述萃取剂有机溶液成分中，有机磷酸酯优选磷酸三丁酯类，烷基甲基胺类混合有机物优选N1923，液体有机醇类的碳原子数优选为8个，如异辛醇等。
[0014]与现有技术相比，本发明有以下的优点:
[0015]1.本发明的回收方法中，萃取剂组成成分经过优选，其对稀土的萃取分离效率较高，一般能达到99%以上；
[0016]2.采用本发明的回收方法，不会带入任何钠离子，省去了除钠工序和成本，而且有机萃取剂是可以再生循环使用的，可进一步减少成本，有机萃取剂无需皂化，省去皂化成本；
[0017]3.从负载稀土有机相到后续的反洗过程中，可根据实际需求直接得到稀土盐或电解成稀土，方便生产控制。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，按以下步骤进行:
[0020](1)将废旧镍氢电池拆解，分选出电芯，将电芯破碎成粉体；
[0021](2)取Ikg电芯粉体加到30L由硫酸和过氧化氢组成的混合溶液中(其中硫酸浓度为0.5mol/L,过氧化氢浓度为0.8ml/g)，加热到60°C，持续搅拌3小时，得到浸出液，浸出液浓度为:Nil3.7g/L, Co0.8g/L, Re4.5g/L, Fe0.06g/L, Zn0.3g/L, Mn0.2g/L。
[0022](3)用Ni (OH)2调节浸出液的pH值至1.5，固液分离，得到稀土原液；
[0023](4)将由N1923、磷酸三丁酯、异辛醇与磺化煤油混合而成的萃取剂有机溶液(N1923占30%，磷酸三丁酯占55%，异辛醇占5%，磺化煤油占10%)加入稀土原液中，根据稀土原液中Re浓度调整相比0/A为1:3.5，5级逆流萃取，即可将稀土原液中99.58%的稀土萃取到有机相中，静置后将负载稀土的有机相分液出来；
[0024](5)使用1.4mol/L的HCL对负载稀土的有机相进行反萃取，萃取相比0/A为3:1，级数为5级，即可把99.41%以上的稀土全部反萃到水相中得到稀土盐溶液，同时有机萃取剂也完成了再生。
[0025](6)将稀土盐溶液烘干得到稀土盐固体，然后在500°C条件下高温焙烧，再对高温焙烧得到的固体熔盐进行电解得到稀土。
[0026]通过上述方法，使用了特殊的萃取剂有机溶液，使得稀土回收率达到99.0%，且回收过程中没有带入任何钠离子，省去了除钠工序和成本，且有机萃取剂可再生循环使用，有机萃取剂无需皂化,可节省工序和成本。
[0027]实施例2
[0028]一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，按以下步骤进行:
[0029](1)将废旧镍氢电池拆解，分选出电芯，将电芯破碎成粉体；
[0030](2)取Ikg电芯粉体加到30L由硫酸和过氧化氢组成的混合溶液中(其中硫酸浓度为0.5mol/L,过氧化氢浓度为0.8ml/g)，加热到55°C，持续搅拌4小时，得到浸出液，浸出液浓度为:Nil3.7g/L, Co0.8g/L, Re4.5g/L, Fe0.06g/L, Zn0.3g/L, Mn0.2g/L。
[0031](3)用NiCO3调节浸出液的pH值至3，固液分离，得到稀土原液；
[0032](4)将由N1923、磷酸三丁酯、异辛醇与磺化煤油混合而成的萃取剂有机溶液(N1923占25%，磷酸三丁酯占50%，异辛醇占10%，磺化煤油占15%)加入稀土原液中，根据稀土原液中Re浓度调整相比Ο/A为1:3.5，5级逆流萃取，即可将稀土原液中99.61%的稀土萃取到有机相中，静置后将负载稀土的有机相分液出来；
[0033](5)使用2.2mol/L的HCL对负载稀土的有机相进行反萃取，萃取相比0/A为2:1，级数为6级，即可把99.40%以上的稀土全部反萃到水相中得到稀土盐溶液，同时有机萃取剂也完成了再生。
[0034](6)将稀土盐溶液烘干得到稀土盐固体，然后在1000°C条件下高温焙烧，再对高温焙烧得到的固体熔盐进行电解得到稀土。
[0035]通过上述方法，使用了特殊的萃取剂有机溶液，使得稀土回收率达到99.01%，且回收过程中没有带入任何钠离子，省去了除钠工序和成本，且有机萃取剂可再生循环使用，有机萃取剂无需皂化,可节省工序和成本。`
【权利要求】
1.一种从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，按电池粉碎——电芯粉体溶解——除杂一若干级萃取一若干级反萃步骤依次进行，其特征在于:所述萃取步骤是将萃取剂有机溶液加入到经除杂后得到稀土的原液，萃取剂有机溶液成分包括烷基甲基胺类混合有机物、有机磷酸酯类、磺化煤油和碳原子数在6个以上的液体有机醇类；所述萃取级数至少为3级，所述反萃的级数至少为3级。
2.如权利要求1所述的从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，其特征在于:所述有机磷酸酯为磷酸三丁酯类。
3.如权利要求1所述的从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，其特征在于:所述烷基甲基胺类混合有机物为N1923。
4.如权利要求1~3之一所述的从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，其特征在于:所述液体有机醇类的碳原子数为8个。
5.如权利要求1~3之一所述的从废旧镍氢电池中回收稀土的方法，其特征在于:在所述除杂步骤中，采用氢氧化镍或碳酸镍调节浸出液的PH值至0.1~4.0，固液分离，得到稀土原液。`
【文档编号】C22B7/00GK103725891SQ201410038181
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】王一乔, 蒋庆来, 杨先锋, 齐士博, 葛良知, 张洪涛, 石建珍 申请人:先进储能材料国家工程研究中心有限责任公司