专利名称：镉镍电池废渣废液的治理及利用的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境保护，尤其涉及含镉、镍工业废弃物的处理和利用。
由于镉-镍电池性能优良、用途广泛，其需求量与日俱增。与之相应，镉-镍电池废渣也日益增多，这些有害于人体健康的重金属离子污染水源和土地，直接或间接地危害着人类的生存环境，其治理已成为当前亟待解决的重要课题。一些工业发达国家，对该课题早已开展了研究并付诸实施，据文献记载，美、德、日、苏和我国，目前采用的主要处理方法如下。美国以氢-金属冶炼法、火法冶炼法、高温减压蒸馏法为主，这些方法的优点是无污染产生、原料易得，其不足之处是技术条件要求高、设备复杂、处理成本偏高。西德以分步置换沉淀分离法为主，该法先用铝粉置换沉淀镉，分离镉后再用铝粉置换沉淀镍，该法的优点是无污染。设备简单，缺点是用铝量大、成本高而且置换分离的条件难以掌握。日本以电解法为主，该法的优点是无污染，反应终点容易控制，缺点是耗电量大，分离的镉、镍纯度难以保证。苏联以离子交换法为主，即用肼基-二羧酸型离子交换剂吸附溶液中的镍离子，使镉、镍分离，该法只宜用于稀溶液，对高浓度的镍、镉盐溶液则必须存在交换容量过大、再生周期过短的弊端。
我国目前采用的几种镉-镍废渣处理分法如下(一)铵盐浸取法先将镉-镍废渣焙烧，再用硝酸铵溶液分级浸取分离、回收，该法成本低且无二次污染，但其回收率仅为20～30%。(二)硫化床电解法以金属铜粒为阴极，使金属离子在阴极还原，但因粒状阴极制造困难，尚未能投入工业化应用。(三)有机试剂萃取法将镉-镍废渣用酸浸取，然后用N-503试剂萃取，再用水对含镉有机相进行反向萃取;在萃余的有机相加入氢氧化钠以氢氧化镍的形式回收镍。该法回收率可达99%以上，但价格昂贵，不适宜工业化应用。(四)硫化沉淀法将镉-镍废渣用酸溶解，通入硫化氢便硫化镉析出，滤液经浓缩、冷却，使镍离子以NiSO4·6H2O晶体析出，该法分离率高而且成本低，但H2S气味恶臭、污染大气。
本发明旨在提供一种无污染产生、设备简单、操作简便、成本低廉、回收率高、回收产品纯度高的镉-镍电池废渣的治理工艺方法。
本发明的镉-镍电池废渣的处理工艺是由以下步骤组成的①粉碎、干燥将镉-镍废电池机械粉碎成粉末，然后烘干。
②焙烧、使成氧化物将步骤①所得粉末在大气中焙烧，使成氧化物。其反应如下
③用浸取、分离出镉将步骤②所得粉末状氧化物用稀酸溶液浸取，并将该溶液的PH值控制在4.5～5.5之间，使氧化镉转化为镉离子而进入溶液，而镍和杂质铁仍然留在沉渣中，反应如下
然后用公知技术将沉渣与溶液分离。
④回收镉在步骤③所得之溶液中加入可溶性碳酸盐或通入二氧化碳，使镉离子以碳酸镉沉淀析出，其反应如下
将沉淀碳酸镉与溶液分离，回收，或者将碳酸镉高温焙烧成氧化镉回收，或转化为所需的其他化合物。
⑤除铁、回收镍在铁离子浓度不高时，在步骤③所得之沉渣中加入常用无机酸，至溶液PH小于2，使镍、铁氧化物转化为镍离子和铁离子而进入溶液，其反应如下
弃去不溶性残渣后，将溶液PH调节到3.5～5，使铁离子成氢氧化铁淀析，而镍离子仍保留在溶液中，用公知技术将沉淀与溶液分离，其反应如下
在铁离子浓度很高时，很易形成胶体状氢氧化铁，故应在加热并鼓入空气的条件下，将PH小于2的溶液慢慢调节至PH为3～4.5，使铁离子以粒状的铁的复盐形式析出，例如
将含镍盐的溶液浓缩、冷却，将含结晶水的镍盐析出、回收。
实施例与效果例1、取镉、镍含量分别为31.2%与9.6%的镉-镍电池残渣，按上述工艺处理，镉以氧化镉形式回收，其纯度为98.3%，回收率为89%;镍以硝酸镍形式回收，其纯度为98.1%，回收率为83.1%。
例2、取例1试样，采用相同工艺，只是将酸改为盐酸或硫酸，并以氯化镍或者硫酸镍的形式回收镍，结果其回收率与产品纯度均大体相同，证明其回收率与使用的酸关系不大，关键在于条件控制。
例3、取镉、镍含量分别为5.76%、47.1%的试样，用相同工艺处理回收，结果镉的回收率88.5%，镍的回收率81%。证实本工艺的在回收率方面是稳定的。附带说明，上述回收率不包括可重复使用的母液中的镍盐。
本发明的镉-镍电池废渣回收处理工艺，和设备都很简单，试剂来源广，成本低廉，而回收率高、回收产品纯度高，有推广使用的价值。
对于镉镍电池废液的治理，则直接从步骤③开始，将溶液的PH调至4.5～5.5，以便将镉离子与沉渣镍铁化合物分离。以下回收镉与除铁回收镍的工艺与步骤④、步骤⑤相同。
权利要求
1.一种经过粉群、干燥、焙烧处理的镉镍电池废渣废液的治理及利用，本发明的特征在于融镍电池废渣废液的治理工艺由以下步骤组成；①粉碎、干燥，把镉镍电池废渣碎成粉末并烘干；②焙烧，使之成为氧化物；③将粉末状氧化物用稀酸溶液浸取，并将该溶液的PH值控制在4.5～5.5之间，使氧化镉转化为镉离子而进入溶液，镍和铁杂质仍留下溶液中，然后将沉渣与溶液分离；④在步骤③所得之溶液中加入可溶性碳酸盐或通入二氧化碳，使镉离子以碳酸镉沉出，将碳酸镉与溶液分离回收；⑤除铁回收镍，在步骤③所得之沉渣中加入常用无机酸，至溶液PH小于2，使镍、铁氧化物转化为镍离子和铁离子而进入溶液，弃去不溶性残渣后，将溶液PH调节到3.5～5，使铁离子成氢氧化铁淀析，而镍离子仍保留在溶液中，将沉淀与溶液分离，将含镍盐的溶液浓缩、冷却，将含结晶水的镍盐析出、回收。
2.根据权利要求1所述的镉镍电池废渣废液的治理及利用，其特征在于镉镍电池废液的治理直接从步骤③开始，将溶液的PH调至4.5～5.5，以便将镉离子与沉渣镍、铁化合物分离;以下回收镉与除铁回收镍的工艺与步骤④、步骤⑤相同。
3.根据权利要求1所述的镉镍电池废渣废液的治理及利用，其特点在于把步骤④中回收的碳酸镉，可经高温焙烧成氧化镉回收或转化为所需的其它化合物回收。
4.根据权利要求1所述的镉镍电池废渣废液的治理及利用，其特征在于在步骤⑤的除铁工艺中，当铁离子浓度很大时，应在加热并鼓入空气的条件下，把PH小于2的溶液慢慢调节至PH为3～4.5，使铁离子以粒状的铁的复盐形式析出。
全文摘要
镉-镍电池废渣废液的治理及利用，本发明属于环境保护和废物回收。该工艺包括以下步骤①将电池废渣粉碎、干燥；②焙烧，使转化为氧化物；③用酸浸取，使在pH值为4.5～5.5的条件下将镉转化为镉离子，镍、铁仍留于沉渣中；④将镉离子转化为碳酸镉沉淀、回收；⑤沉渣用酸处理，在pH值小于2的条件下使镍、铁转化为镍离子和铁离子，然后将溶液的pH值调至3.5～5，除去氢氧化铁沉淀，以镍盐回收镍。
文档编号C22B3/06GK1053092SQ89105850
公开日1991年7月17日 申请日期1989年12月30日 优先权日1989年12月30日
发明者于秀兰, 杨家玲, 王金英 申请人:于秀兰, 杨家玲, 王金英