一种镍钴氢氧化物的处理方法与流程

文档序号:41143041发布日期:2025-03-04 17:17阅读:114来源:国知局

本发明涉及湿法冶金,特别涉及一种镍钴氢氧化物的处理方法。


背景技术:

1、红土镍矿因储量丰富、易开采、采矿成本低等优势成为镍原料的主要矿石资源。以红土镍矿转型产出的镍钴氢氧化物因价格相对于硫化镍矿产出的镍原料较低而逐步成为生产如正极复合材料等电池用三元前驱体产品的主要原料。

2、目前对于镍钴氢氧化物的处理方法是将含镍钴氢氧化物料浸出、萃取除杂提纯后进行再利用。然而,以镍钴氢氧化物为原料生产三元前驱体时,在浸出工序中会加入大量还原剂焦亚硫酸钠,导致萃取前液cod和钠离子浓度过高,严重影响了三元前驱体产品的质量;且浸出过程消耗无机酸量较高,会产生有毒有害气体,且碳排放量大,难以满足高效、绿色环保的工艺需求。

3、因此,当前亟需一种辅料消耗少、处理成本低且绿色环保的用于制备三元前驱体材料的镍钴氢氧化物的处理方法。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种辅料消耗少、处理成本低且绿色环保的镍钴氢氧化物的处理方法。

2、为解决上述技术问题,本发明提供了一种镍钴氢氧化物的处理方法,包括如下步骤:

3、用含离子液体和氯化物的浸出剂对镍钴氢氧化物浸出,过滤得浸出液和浸出渣;

4、浸出液中加铁粉或锰粉除铜,过滤得海绵铜和除铜后液;

5、除铜后液中加碱性调节剂,过滤得除铁铝后液和铁铝渣;

6、除铁铝后液与p204逆流萃取得富锰有机液和萃锰余液;

7、富锰有机液用稀硫酸反萃得硫酸锰溶液,硫酸锰溶液用于制备三元前驱体或四氧化三锰;

8、萃锰余液与共萃有机溶剂逆流萃取得负载镍钴的有机溶剂和萃余液;

9、负载镍钴的有机溶剂经稀硫酸反萃得硫酸镍钴溶液;

10、硫酸镍钴溶液除油后用于制备三元前驱体。

11、进一步地,所述镍钴氢氧化物浸出时浸出剂的ph控制在1.0-2.0,浸出时间1-2h,浸出温度50-70℃。

12、进一步地,所述浸出剂是由离子液体、氯化物和水按2:0.2-1:20-100的质量比混合而成。

13、进一步地,所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-二甲基咪唑溴盐、1-甲基咪唑硫酸氢盐、1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丙基-3-二甲基咪唑溴盐中的一种或几种,所述氯化物包括氯化钠、氯化铜、三氯化铁、亚氯酸钠、氯化胆碱中的一种。

14、进一步地,所述浸出液中加铁粉或锰粉除铜时加入的铁粉或锰粉的质量是浸出液中铁和铜质量总和的1-3倍,除铜时反应温度60-80℃,反应时间1-3h。

15、进一步地,所述除铜后液加碱性调节剂时溶液的ph控制在4-5.0,反应温度60-90℃,反应时间1-3h,所述碱性调节剂为石灰或/和氢氧化钠。

16、进一步地,所述反萃富锰有机液的稀硫酸浓度为100-200g/l,o/a比为3-7:1,得到的硫酸锰溶液的锰含量为100-120g/l。

17、进一步地,所述硫酸锰溶液制备四氧化三锰包括如下步骤:

18、在硫酸锰溶液中加入2-5g/l的活性炭吸附除油至硫酸锰溶液中的油含量<0.5mg/l;

19、用氨水中和除油后的硫酸锰溶液至ph为9.0~12.0,然后过滤、漂洗得氢氧化锰悬浊液;

20、将氢氧化锰悬浊液在45℃~85℃下通入空气氧化至氢氧化锰完全转化为四氧化三锰,然后过滤、漂洗、干燥得高纯四氧化三锰。

21、进一步地,所述氨水中和除油后的硫酸锰溶液时的反应温度为40℃~60℃,反应时搅拌速度120r/min~250r/min,氨水滴加完后保温反应0.5h~2h;

22、所述氢氧化锰悬浊液通入空气氧化时空气流量为5m3/h~15m3/h,氧化时搅拌速度120r/min~300r/min,氧化时间15h~25h。

23、进一步地,所述反萃负载镍钴的有机溶剂的稀硫酸浓度为300-500g/l,o/a比为4-6:1。

24、本发明提供的一种镍钴氢氧化物的处理方法,采用含有离子液体和氯化物的浸出剂,浸出剂绿色环保且兼具良好的还原性和配位能力,能浸出镍钴氢氧化物中的镍、钴、锰、铜等有价金属,且浸出条件温和,浸出时间短,浸出效果较佳,镍钴锰铜等有价金属的浸出率可高达97%以上。而且,在使用该浸出剂时不需要额外添加还原剂,减少了辅料的消耗,降低了处理成本,同时还能减少杂质钠离子的引入,能够大大提高后续制备的三元前驱体产品的质量。

25、并且,本发明提供的一种镍钴氢氧化物的处理方法,采用镍钴共萃方式进行萃取,镍和钴不需分步萃取,可以一步萃取得到高纯硫酸镍钴溶液,直接用于制备三元前驱体,酸碱消耗少、成本低、流程短,经济性高。

26、并且,本发明提供的一种镍钴氢氧化物的处理方法,不仅镍钴锰铜等有价金属回收效率高,处理效率高效,绿色环保,而且操作简单,所需设备简便,成本低廉,经济性好,易于大规模应用。



技术特征:

1.一种镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述镍钴氢氧化物浸出时浸出剂的ph控制在1.0-2.0,浸出时间1-2h,浸出温度50-70℃。

3.根据权利要求2所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述浸出剂是由离子液体、氯化物和水按2:0.2-1:20-100的质量比混合而成。

4.根据权利要求3所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-2,3-二甲基咪唑溴盐、1-乙基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丁基-3-二甲基咪唑溴盐、1-甲基咪唑硫酸氢盐、1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氢盐、1-丙基-3-二甲基咪唑溴盐中的一种或几种,所述氯化物包括氯化钠、氯化铜、三氯化铁、亚氯酸钠、氯化胆碱中的一种。

5.根据权利要求1所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述浸出液中加铁粉或锰粉除铜时加入的铁粉或锰粉的质量是浸出液中铁和铜质量总和的1-3倍,除铜时反应温度60-80℃,反应时间1-3h。

6.根据权利要求1所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述除铜后液加碱性调节剂时溶液的ph控制在4-5.0,反应温度60-90℃,反应时间1-3h,所述碱性调节剂为石灰或/和氢氧化钠。

7.根据权利要求1所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述反萃富锰有机液的稀硫酸浓度为100-200g/l,o/a比为3-7:1,得到的硫酸锰溶液的锰含量为100-120g/l。

8.根据权利要求7所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述硫酸锰溶液制备四氧化三锰包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:

10.根据权利要求1所述的镍钴氢氧化物的处理方法,其特征在于:所述反萃负载镍钴的有机溶剂的稀硫酸浓度为300-500g/l,o/a比为4-6:1。


技术总结
本发明提供了一种镍钴氢氧化物的处理方法,其步骤包括:用含离子液体和氯化物的浸出剂对镍钴氢氧化物浸出,过滤得浸出液和浸出渣;浸出液中加铁粉或锰粉除铜,过滤得海绵铜和除铜后液;除铜后液中加碱性调节剂,过滤得除铁铝后液和铁铝渣;除铁铝后液与P204逆流萃取得富锰有机液和萃锰余液;富锰有机液用稀硫酸反萃得硫酸锰溶液,硫酸锰溶液用于制备三元前驱体或四氧化三锰;萃锰余液与共萃有机溶剂逆流萃取得负载镍钴的有机溶剂和萃余液;负载镍钴的有机溶剂经稀硫酸反萃得硫酸镍钴溶液;硫酸镍钴溶液除油后用于制备三元前驱体。本发明提供的一种镍钴氢氧化物的处理方法,辅料消耗少、处理成本低且绿色环保。

技术研发人员:李国,王变,张鹏,赵刘伟
受保护的技术使用者:中冶瑞木新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/3/3
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