一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统与流程

本发明涉及一种硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统，尤其涉及一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统。

背景技术：

1、目前常用的制备电池级硫酸镍和硫酸钴的方法中如果原材料中含有杂质，会影响反应的进行和产物纯度。例如，含有氧化物杂质的原材料会导致反应过程中的副反应，降低产物纯度。硫酸钴和硫酸镍的制备需要选择适当的温度、压力和反应时间等反应条件。如果反应条件选择不当，反应过程可能不完全，反应物转化率低，从而影响产品的产率和质量。制备硫酸钴和硫酸镍需要一定的反应设备，如反应釜、加热控制设备等。如果设备不合理或操作不当，会导致反应不均匀，反应时间过长或反应温度不稳定，从而影响产品的质量。

2、此外，固废处理过程中产生的废气缺乏处理，环境污染严重，废气排放标准对于大部分有害气体和污染物的排放都有一定的限制要求，传统的废气处理方法往往无法满足这些限制，导致废气处理不完善。

技术实现思路

1、为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统。

2、为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，包括以下步骤：

3、将碾磨成碎的固废加入硫酸并滤出混合硫酸溶液；

4、对混合硫酸溶液搅拌浆化处理并洗涤、过滤、压滤得到滤饼；

5、将洗涤过滤后的滤液调整ph后除铁处理，并采用萃取剂进行萃取得到硫酸镍溶液和硫酸钴溶液；

6、对滤饼进行高温炉煅烧，煅烧后的熔渣用水淬得到玻璃态水淬渣；煅烧过程中，产生的废气通过收尘器进行收尘，然后经脱硫、脱硝处理后达标排放；

7、将硫酸镍和硫酸钴的溶液在特定条件下进行结晶，得到硫酸镍和硫酸钴的针状结晶；将硫酸镍和硫酸钴的针状结晶进行分离、干燥得到电池级硫酸镍和硫酸钴。

8、进一步地，固废包括氢氧化钴、碳酸钴、氢氧化镍、粗制硫酸镍；氢氧化钴和碳酸钴接触硫酸时被转化为硫酸钴；氢氧化镍和粗制硫酸镍接触硫酸时被转化为硫酸镍。

9、进一步地，对混合硫酸溶液搅拌浆化处理是在搅拌的过程中加入表面活性剂以使硫酸充分分散在水中形成稳定的浆状系。

10、进一步地，洗涤、过滤、压滤得到滤饼的过程是将搅拌浆化后的混合硫酸溶液使用清水进行洗涤，洗涤完毕后通过真空过滤器将固态杂质和液体进一步分离，过滤完成后，通过压滤机产生的压力使有水分的滤饼进一步脱水。

11、进一步地，将洗涤过滤后的滤液调整ph后除铁处理是向滤液内通入氧气进行氧化反应，制备成ph值适宜的氧化铁混合物，铁离子被氧化生成铁的沉淀物，将沉淀物过滤，进行固液分离。

12、进一步地，将硫酸镍和硫酸钴的溶液在特定条件下进行结晶是通过调整硫酸镍和硫酸钴的溶液的温度、搅拌速度、ph值以及添加结晶剂控制条件来促进针状结晶的形成。

13、进一步地，针状结晶的制备过程中，温度控制在50-70摄氏度范围内进行结晶，搅拌速度为100-500转/分钟，ph范围在2-4之间。

14、进一步地，对硫酸镍和硫酸钴的针状结晶进行分离的方法是将硫酸镍和硫酸钴的针状结晶放入过滤筒中，使用真空泵或离心力将溶液从结晶中分离出。

15、进一步地，对硫酸镍和硫酸钴的针状结晶进行干燥的方法是将分离后的硫酸镍和硫酸钴的结晶用去离子水洗涤，去除其中的杂质和残留溶液，以获得更纯净的产物；将洗涤后的硫酸镍和硫酸钴的结晶放入干燥器中，通过加热或者将其置于低压环境下，在适当的温度或压力条件下将结晶中的水分蒸发掉，使其完全干燥。

16、一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备系统，包括：

17、固废处理系统，包括碎固废的粉碎机，向碎固废加入硫酸并滤出混合硫酸溶液的反应槽和滤液收集仓；

18、浆化处理系统，包括对混合硫酸溶液搅拌浆化处理的搅拌箱，以及洗涤、过滤、压滤步骤所需的洗涤槽、真空过滤器以及压滤机；

19、萃取系统，包括对洗涤过滤后的滤液调整ph后进行除铁处理的过滤设备，以及采用萃取剂进行萃取得到硫酸镍溶液和硫酸钴溶液的萃取槽和相分离设备；

20、煅烧系统，包括对滤饼进行高温炉煅烧的高温炉，以及煅烧后的熔渣用水淬得到玻璃态水淬渣的淬火池；

21、烟气处理系统，包括收尘器用于收集煅烧过程中产生的废气中的颗粒物，以及脱硫、脱硝设备用于处理废气中的so2和nox。

22、本发明公开了一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统，本发明中将固废碎固废经过粉碎机进行粉碎，然后加入硫酸反应槽浆化反应，使固体废物与硫酸充分反应。这种固体废物的利用可以减少对自然资源的消耗，并减少产生大量废气的环境污染。对滤饼进行高温炉煅烧，将其中的有机物和杂质进行燃烧和氧化，使其转化为二氧化碳和水。同时，通过煅烧后的熔渣使用水进行淬火，使其形成玻璃态水淬渣，减少废气中的颗粒物的生成。引入收尘器用于收集煅烧过程中产生的废气中的颗粒物，有效减少颗粒物对环境的污染。同时，通过脱硫和脱硝设备处理废气中的so2和nox，使废气达到排放标准。通过以上措施，可以有效减少废气排放和固体废物的处理，从而达到环保要求。此外，该方法还通过改进反应条件和物质比例来优化反应过程，提高了硫酸钴和硫酸镍的制备效率和产品质量。

技术特征：

1.一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述固废包括氢氧化钴、碳酸钴、氢氧化镍、粗制硫酸镍；氢氧化钴和碳酸钴接触硫酸时被转化为硫酸钴；氢氧化镍和粗制硫酸镍接触硫酸时被转化为硫酸镍。

3.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述对混合硫酸溶液搅拌浆化处理是在搅拌的过程中加入表面活性剂以使硫酸充分分散在水中形成稳定的浆状系。

4.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述洗涤、过滤、压滤得到滤饼的过程是将搅拌浆化后的混合硫酸溶液使用清水进行洗涤，洗涤完毕后通过真空过滤器将固态杂质和液体进一步分离，过滤完成后，通过压滤机产生的压力使有水分的滤饼进一步脱水。

5.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述将洗涤过滤后的滤液调整ph后除铁处理是向滤液内通入氧气进行氧化反应，制备成ph值适宜的氧化铁混合物，铁离子被氧化生成铁的沉淀物，将沉淀物过滤，进行固液分离。

6.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述将硫酸镍和硫酸钴的溶液在特定条件下进行结晶是通过调整硫酸镍和硫酸钴的溶液的温度、搅拌速度、ph值以及添加结晶剂控制条件来促进针状结晶的形成。

7.根据权利要求6所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述针状结晶的制备过程中，温度控制在50-70摄氏度范围内进行结晶，搅拌速度为100-500转/分钟，ph范围在2-4之间。

8.根据权利要求1所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述对硫酸镍和硫酸钴的针状结晶进行分离的方法是将硫酸镍和硫酸钴的针状结晶放入过滤筒中，使用真空泵或离心力将溶液从结晶中分离出。

9.根据权利要求8所述的电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法，其特征在于：所述所述对硫酸镍和硫酸钴的针状结晶进行干燥的方法是将分离后的硫酸镍和硫酸钴的结晶用去离子水洗涤，去除其中的杂质和残留溶液，以获得更纯净的产物；将洗涤后的硫酸镍和硫酸钴的结晶放入干燥器中，通过加热或者将其置于低压环境下，在适当的温度或压力条件下将结晶中的水分蒸发掉，使其完全干燥。

10.一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了一种电池级硫酸镍和硫酸钴制备方法及系统，将碾磨成碎的固废加入硫酸并滤出混合硫酸溶液；浆化处理并洗涤、过滤、压滤得到滤饼；将滤液调整pH后除铁处理，并采用萃取剂进行萃取得到硫酸镍溶液和硫酸钴溶液；对滤饼进行高温炉煅烧，煅烧后的熔渣用水淬得到玻璃态水淬渣；产生的废气通过收尘器进行收尘，然后经脱硫、脱硝处理后达标排放；将硫酸镍和硫酸钴的溶液在特定条件下进行结晶，得到硫酸镍和硫酸钴的针状结晶；进行分离、干燥得到电池级硫酸镍和硫酸钴。本发明可以有效减少废气排放和固体废物的处理，从而达到环保要求，改进反应条件和物质比例来优化反应过程，提高了硫酸钴和硫酸镍的制备效率和产品质量。

技术研发人员：孟繁莉,杨海明,栾晓丹,罗显明
受保护的技术使用者：山东明盛资源再生有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15