一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺的制作方法

文档序号:11259654阅读:704来源:国知局
本发明涉及一种废旧物料的回收处理工艺,特别涉及一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺。
背景技术
:随着工业发展,大量电池被生产出来并使用,这样随着时间的推移,废旧电池就会越来越多,而废旧电池如不处理直接丢弃在大自然中,就会造成很大的污染。同时,废旧电池中的镍、钴、稀土含量高,回收价值大。目前国内外采用火法回收废旧电池的厂家稀少,大多数采用焙烧炉、电炉冶炼,存在产品镍铁合金价值低,镍、铁不可分离回收的问题,同时,整个过程能耗高,效率低,产生硫氧化物和氮氧化物,污染大,炉体烟尘浪费未回收,冶炼过程对炉体、炉底腐蚀性大,安全性低。技术实现要素:本发明旨在提供一种工艺简单、新颖、安全性较高、污染较小的含镍钴的废旧电池的回收处理工艺。本发明通过以下方案实现:一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺,将含镍钴的废旧电池、硫或硫化物、低冰镍和造渣剂以质量比为(30~45):(10~20):(30~40):(10~25)加入到冶炼炉内,持续往冶炼炉内充入富氧空气并保持冶炼炉内为弱还原气氛,冶炼炉内温度升高达到1200~1400℃并保温一定时间,得到富钴镍锍产品和炉渣。一般镍、钴、铜和少量铁元素锍化形成富钴镍锍产品,大部分铁以及锰、铝等元素以氧化物形式形成炉渣。实际生产过程中,一般以物料完全加入后在冶炼炉内的保温反应时间来控制,根据多次试验结果可知,在冶炼炉内的保温反应时间控制在1~2小时即可生成需要的富钴镍锍产品。冶炼炉内保持弱还原气氛,可通过富氧空气的加入量来控制。所述冶炼炉保温一定时间后得到的富钴镍锍产品中,镍含量大于40%,钴含量为2~8%,铁含量为3~15%,硫含量为16~30%。一般情况下,所述冶炼炉选择为转炉或氧气顶吹旋转炉等。所述富氧空气的氧气含量一般为25~50%,具体使用时,富氧空气的氧气含量及加入量可根据实际需要进行调整。本发明中,所有物料加入冶炼炉后,在弱还原气氛条件下,含镍钴的废旧电池、硫或硫化物、低冰镍和造渣剂在加热升温过程中开始熔化并发生分解反应,随着温度升高达到1200~1400℃并保温,在保温过程中,依据镍、钴、铁的硫化物在高温下的稳定性很接近,但铁的氧化物比镍、钴的氧化物要稳定得多的特性,将物料中的镍、钴、铜及少量铁元素与硫元素发生锍化反应生成锍化物,大部分铁元素以及铝、锰元素等与造渣剂(sio2、cao、mgo等)起造渣反应形成炉渣,过程中产生的烟尘上升至炉顶流出至锅炉降温后经回收装置收集。本发明中,直接在原料中加入一定比例的低冰镍,保证硫元素足量,可在较低温度实现电池熔化并快速形成镍锍产品。本发明的含镍钴的废旧电池的回收处理工艺,利用火法转炉吹炼特点,无需将含镍股的废旧电池进行破壳拆解,能大规模处理不同规格及类型的含镍钴的废旧电池,生成镍含量大于40%、钴含量为2~8%、铁含量为3~15%、硫含量为16~30%的富钴镍锍产品。本发明方法,生产效率快,能耗低,适用于大规模处理废旧电池;本发明方法,工艺路线简单新颖,产品为富钴镍锍,产生的烟尘可通过冶炼炉经收尘装置收集处理,本发明产生的富钴镍锍可通过湿法进一步分离提纯镍、钴,回收价值大。具体实施方式以下结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于实施例之表述。实施例1一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺,将废旧镍氢电池、硫、低冰镍和造渣剂按质量比45:15:30:10通过皮带连续输送至转炉内,持续往转炉内充入氧气含量为40%的富氧空气并保持转炉内为弱还原气氛,转炉内温度升高达到1400℃并保温1.5小时,得到镍、钴和少量铁元素硫化形成的富钴镍锍产品,以及大部分铁元素和锰、铝等以氧化物形式形成的炉渣。将富钴镍锍产品进行检测,其组成为ni3s2、nio、nis、fes、cos、coo,各成分元素含量如表1所示。表1实施例1中富钴镍锍产品各成分元素含量元素名称nicofes含量(%)5041018实施例2一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺,将废旧锂离子电池、硫化物、低冰镍和造渣剂按质量比40:10:35:15通过皮带连续输送至转炉内,持续往转炉内充入氧气含量为25%的富氧空气并保持转炉内为弱还原气氛,转炉内温度升高达到1300℃并保温2小时,得到镍、钴、铜和少量铁元素硫化形成的富钴镍锍产品,以及大部分铁元素和锰、铝等以氧化物形式的形成炉渣。将富钴镍锍产品进行检测,其组成为ni3s2、nio、nis、fes、cos、coo、cus,各成分元素含量如表2所示。表2实施例2中富钴镍锍产品各成分元素含量元素名称nicofecus含量(%)4568520实施例3一种含镍钴的废旧电池的回收处理工艺,将废旧镍镉电池、硫化物、低冰镍和造渣剂按质量比30:10:40:20通过皮带连续输送至氧气顶吹旋转炉内,持续往氧气顶吹旋转炉内充入氧气含量为50%的富氧空气并保持氧气顶吹旋转炉内为弱还原气氛,氧气顶吹旋转炉内温度升高达到1200℃并保温1小时,得到镍、钴、铜和少量铁元素硫化形成的富钴镍锍产品,大部分铁元素和锰、铝等以氧化物形式形成的炉渣。将富钴镍锍产品进行检测,其组成为ni3s2、nio、nis、fes、cos、coo,各成分元素含量如表3所示。表3实施例3中富钴镍锍产品各成分元素含量元素名称nicofes含量(%)4831522当前第1页12
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