權(quán)利要求書(shū): 1.一種三元
電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于,包括以下步驟:S1、物理預(yù)處理:將廢舊的三元電池放置在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?3%的氯化鈉溶液中進(jìn)行放電,放電結(jié)束后,將電芯拆出,剪切為塊狀電芯,取100?150重量份的塊狀電芯放置在一體設(shè)備的反應(yīng)筒(12)中;
S2、焙燒氧化:通過(guò)一體設(shè)備的加熱筒(13)對(duì)塊狀電芯進(jìn)行焙燒,焙燒溫度為800?1000攝氏度,同時(shí)通過(guò)攪拌軸(5)和攪拌棒(6)進(jìn)行擊碎攪拌,持續(xù)7?11分鐘,得到均質(zhì)粉末;
S3、酸浸:停止焙燒,繼續(xù)攪拌,加入氯化鈉溶液20?30重量份,在加熱筒(13)的作用下保持反應(yīng)筒(12)內(nèi)的溫度為60?80攝氏度,從輸液口(10)向反應(yīng)筒(12)中加入100?120重量份的濃硫酸,進(jìn)行酸浸攪拌;
S4、過(guò)濾:開(kāi)啟
過(guò)濾機(jī)構(gòu)(15),反應(yīng)筒(12)內(nèi)的溶液通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)(15)的過(guò)濾得到濾液,然后開(kāi)啟密封盤(14),將固體雜質(zhì)取出;
S5、萃取提純:將S4中的濾液利用P204萃取銅、錳和鋅元素,利用P507萃取分離鎳和鈷元素,即得到高純度硫酸鈷和
硫酸鎳,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶和離心脫水,可得到NiSO4·7H2O和CoSO4·7H2O;
所述一體設(shè)備包括底座(1),所述底座(1)的上端固定連接有支架(2),所述支架(2)上連接有動(dòng)力機(jī)構(gòu)(3),所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)(3)上連接有攪拌軸(5),所述攪拌軸(5)上固定連接有多個(gè)攪拌棒(6),所述底座(1)的上端連接有反應(yīng)筒(12),且攪拌棒(6)位于反應(yīng)筒(12)內(nèi),所述底座(1)上連接有與反應(yīng)筒(12)相匹配的密封盤(14),所述反應(yīng)筒(12)上套接有加熱筒(13),所述底座(1)上固定連接有過(guò)濾機(jī)構(gòu)(15),且反應(yīng)筒(12)的內(nèi)部可通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)(15)與外界連通,所述反應(yīng)筒(12)的上端蓋有常閉蓋(7)和常開(kāi)蓋(8),所述反應(yīng)筒(12)上固定連接有進(jìn)料斗(11),且進(jìn)料斗(11)位于靠近常開(kāi)蓋(8)的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述支架(2)上固定連接有控制盒(4),所述控制盒(4)上連接有操作面板可顯示屏,所述顯示屏上可顯示反應(yīng)筒(12)內(nèi)的溫度,可通過(guò)在攪拌軸(5)的內(nèi)部安裝感溫頭實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述常閉蓋(7)的上端固定連接有通氣口(9)和輸液口(10),所述常閉蓋(7)上開(kāi)鑿有換氣孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述過(guò)濾機(jī)構(gòu)(15)過(guò)濾的孔徑為0.08?1.2納米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述S1中,塊狀電芯的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米,當(dāng)電芯的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米時(shí),無(wú)需剪切。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述S2中,擊碎攪拌分為第一階段攪拌和第二階段攪拌,所述第一階段攪拌轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)每分鐘,持續(xù)時(shí)間為3?5分鐘,所述第二階段攪拌轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)每分鐘,持續(xù)時(shí)間為4?6分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述S3,氯化鈉溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?3%,所述氯化鈉溶液可以是S1中經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的氯化鈉溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,其特征在于:所述S3中,酸浸攪拌的速度為15?20轉(zhuǎn)每分鐘,時(shí)間為18?25分鐘。
說(shuō)明書(shū): 一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及鎳鈷元素回收技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說(shuō),涉及一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法。
背景技術(shù)[0002] 鋰離子電池以其高能量密度、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)受到了市場(chǎng)和消費(fèi)者的青睞。目前,廉價(jià)并且安全的三元材料LiNixCoyMnzO2是市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛的一種商業(yè)正極
材料,主要應(yīng)用于筆記本電腦、相機(jī)等便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車,
新能源汽車從2009年推
廣至今,其數(shù)量爆發(fā)式增長(zhǎng),2016年我國(guó)新能源汽車生產(chǎn)量超過(guò)50.7萬(wàn)輛,而
動(dòng)力電池的使
用年限一般是3年,因此今明兩年將有大量鋰離子電池報(bào)廢,預(yù)計(jì)到2020年,鋰離子電池報(bào)
廢量達(dá)到32.2Gwh,共計(jì)約50萬(wàn)噸電池材料。
[0003] 公開(kāi)號(hào)為CN107666022A的中國(guó)發(fā)明專利公開(kāi)了一種廢棄三元
正極材料中鋰、鎳鈷錳的回收方法,其說(shuō)明書(shū)記載了以廢棄三元正極材料為原料,加入碳還原劑,經(jīng)混合配料后
在保護(hù)氣氛下、500?700℃下進(jìn)行焙燒還原,焙燒產(chǎn)物加入水中進(jìn)行水溶反應(yīng),反應(yīng)完畢后
過(guò)濾得到
碳酸鋰濾液和濾渣一,濾渣一經(jīng)硫酸浸出后過(guò)濾得到含鎳鈷錳濾液和濾渣二,添
加硫酸鹽調(diào)節(jié)含鎳鈷錳濾液中鎳、鈷、錳的比例,在保護(hù)氣氛下與氫氧化鈉溶液和氨水溶液
進(jìn)行沉淀反應(yīng),控制反應(yīng)溫度為50?70℃,反應(yīng)pH值為10?11,沉淀反應(yīng)后得到三元前驅(qū)體的
漿料,過(guò)濾、洗滌、干燥得到三元前驅(qū)體。但是其工藝較為繁瑣,且條件要求較為嚴(yán)格,不利
于工業(yè)化的運(yùn)作。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)中回收三元電池中鎳鈷的工藝同樣較為繁瑣,廢舊的三元電池拆解后需要經(jīng)過(guò)焙燒、酸浸、氧化沉鐵、氟化除鎂和萃取除銅錳鋅元素,最后萃取分離硫酸鎳和硫酸
鈷,其中還有很多的過(guò)濾步驟,需要不停更換反應(yīng)的環(huán)境,多次添加不同的反應(yīng)所需的溶
液,例如使用雙氧水氧化沉淀鐵離子,工序較多且復(fù)雜,需要大量的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操
作,這樣不利于工業(yè)化的發(fā)展,現(xiàn)有技術(shù)中的回收方法提高了從三元電池中回收鎳鈷元素
企業(yè)的運(yùn)作門檻,且效率較低,很大程度阻礙了三元電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,不利于環(huán)保和持
續(xù)發(fā)展。
發(fā)明內(nèi)容[0005] 1.要解決的技術(shù)問(wèn)題[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,它可以實(shí)現(xiàn)大幅簡(jiǎn)化了從三元電池中回收鎳鈷元素的回收方法,與現(xiàn)
有技術(shù)相比,工序可減少30?40%,時(shí)間可縮短50?60%,且操作簡(jiǎn)單,無(wú)需大量的專業(yè)技術(shù)
人員進(jìn)行操作,可大幅降低鎳鈷元素回收企業(yè)的運(yùn)作門檻,在保證鎳鈷元素的回收率的情
況下,可大幅提升回收的效率,利于三元電池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,利于環(huán)保和持續(xù)發(fā)展。
[0007] 2.技術(shù)方案[0008] 為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。[0009] 一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,包括以下步驟:[0010] S1、物理預(yù)處理:將廢舊的三元電池放置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?3%在氯化鈉溶液中進(jìn)行放電,放電結(jié)束后,將電芯拆出,剪切為塊狀電芯,取100?150重量份的塊狀電芯放置在一體設(shè)
備的反應(yīng)筒中;
[0011] S2、焙燒氧化:通過(guò)一體設(shè)備的加熱筒對(duì)塊狀電芯進(jìn)行焙燒,焙燒溫度為800?1000攝氏度,同時(shí)通過(guò)攪拌軸和攪拌棒進(jìn)行擊碎攪拌,持續(xù)7?11分鐘,得到均質(zhì)粉末;
[0012] S3、酸浸:停止焙燒,繼續(xù)攪拌,加入氯化鈉溶液20?30重量份,在加熱筒的作用下保持反應(yīng)筒內(nèi)的溫度為60?80攝氏度,從輸液口向反應(yīng)筒中加入100?120重量份的濃硫酸,
進(jìn)行酸浸攪拌;
[0013] S4、過(guò)濾:開(kāi)啟過(guò)濾機(jī)構(gòu),反應(yīng)筒內(nèi)的溶液通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)的過(guò)濾得到濾液,然后開(kāi)啟密封盤,將固體雜質(zhì)取出;
[0014] S5、萃取提純:將S4中的濾液利用P204萃取銅、錳和鋅元素,利用P507萃取分離鎳和鈷元素,即得到高純度硫酸鈷和硫酸鎳,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶和離心脫水,可得到NiSO4·7H2O
和CoSO4·7H2O。
[0015] 本方案可以實(shí)現(xiàn)大幅簡(jiǎn)化了從三元電池中回收鎳鈷元素的回收方法,與現(xiàn)有技術(shù)相比,工序可減少30?40%,時(shí)間可縮短50?60%,且操作簡(jiǎn)單,可大幅降低鎳鈷元素回收企
業(yè)的運(yùn)作門檻,在保證鎳鈷元素的回收率的情況下,可大幅提升回收的效率,利于三元電池
回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,利于環(huán)保和持續(xù)發(fā)展。
[0016] 進(jìn)一步的,所述一體設(shè)備包括底座,所述底座的上端固定連接有支架,所述支架上連接有動(dòng)力機(jī)構(gòu),所述動(dòng)力機(jī)構(gòu)上連接有攪拌軸,攪拌軸可為動(dòng)力機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力,帶動(dòng)攪拌
軸的轉(zhuǎn)動(dòng),所述攪拌軸上固定連接有多個(gè)攪拌棒,攪拌棒具有攪拌的效果,同時(shí)具有擊碎塊
狀電芯的效果,所述底座的上端連接有反應(yīng)筒,反應(yīng)筒為塊狀電芯擊碎攪拌和酸浸的容器,
且攪拌棒位于反應(yīng)筒內(nèi),所述底座上連接有與反應(yīng)筒相匹配的密封盤,開(kāi)啟密封盤可將反
應(yīng)筒內(nèi)的不溶解的雜質(zhì)排出,所述反應(yīng)筒上套接有加熱筒,加熱筒的內(nèi)側(cè)連接有電加熱網(wǎng),
加熱筒的外側(cè)設(shè)有隔熱層,可保護(hù)工作人員不被高溫灼傷,所述底座上固定連接有過(guò)濾機(jī)
構(gòu),且反應(yīng)筒的內(nèi)部可通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)與外界連通,過(guò)濾機(jī)構(gòu)內(nèi)包括高分子過(guò)濾膜,具有防酸
堿腐蝕的特性,可將反應(yīng)筒內(nèi)的沉淀和雜質(zhì)過(guò)濾,且過(guò)濾機(jī)構(gòu)具有開(kāi)啟和閉合的功能,可根
據(jù)需要選擇開(kāi)啟或閉合。
[0017] 進(jìn)一步的,所述反應(yīng)筒的上端蓋有常閉蓋和常開(kāi)蓋,所述反應(yīng)筒上固定連接有進(jìn)料斗,且進(jìn)料斗位于靠近常開(kāi)蓋的一側(cè),便于相反應(yīng)筒內(nèi)加入塊狀電芯。
[0018] 進(jìn)一步的,所述支架上固定連接有控制盒,所述控制盒上連接有操作面板可顯示屏,所述顯示屏上可顯示反應(yīng)筒內(nèi)的溫度,可通過(guò)在攪拌軸的內(nèi)部安裝感溫頭實(shí)現(xiàn),經(jīng)本領(lǐng)
域技術(shù)人員的調(diào)試和安裝,通過(guò)控制盒可對(duì)一體設(shè)備進(jìn)行控制,并可通過(guò)一體設(shè)備的顯示
屏掌握實(shí)時(shí)的狀態(tài)。
[0019] 進(jìn)一步的,所述常閉蓋的上端固定連接有通氣口和輸液口,所述常閉蓋上開(kāi)鑿有換氣孔,換氣孔可保證反應(yīng)筒與外界的連通,通氣口可連接抽風(fēng)設(shè)備,可帶走反應(yīng)筒內(nèi)的熱
量,熱量經(jīng)抽風(fēng)設(shè)備抽出后可二次利用,同時(shí)通氣口和通氣孔的結(jié)合,可加強(qiáng)反應(yīng)筒內(nèi)的通
風(fēng)效果,輸液口用于相反應(yīng)筒內(nèi)注入液體。
[0020] 進(jìn)一步的,所述過(guò)濾機(jī)構(gòu)過(guò)濾的孔徑為0.08?1.2納米,可使沉淀的鐵元素和其他雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入濾液。
[0021] 進(jìn)一步的,所述S1中,塊狀電芯的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米,當(dāng)電芯的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米時(shí),無(wú)需剪切,可保證焙燒和擊碎攪拌的效果,在實(shí)際的操作中,也可由本領(lǐng)域技
術(shù)人員根據(jù)實(shí)際的情況選擇是否剪切及剪切塊的大小。
[0022] 進(jìn)一步的,所述S2中,擊碎攪拌分為第一階段攪拌和第二階段攪拌,所述第一階段攪拌轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)每分鐘,持續(xù)時(shí)間為3?5分鐘,所述第二階段攪拌轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)每分鐘,持續(xù)
時(shí)間為4?6分鐘。
[0023] 進(jìn)一步的,所述S3,氯化鈉溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1?3%,所述氯化鈉溶液可以是S1中經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的氯化鈉溶液。
[0024] 進(jìn)一步的,所述S3中,酸浸攪拌的速度為15?20轉(zhuǎn)每分鐘,時(shí)間為18?25分鐘。[0025] 3.有益效果[0026] 相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:[0027] (1)本方案可以實(shí)現(xiàn)大幅簡(jiǎn)化了從三元電池中回收鎳鈷元素的回收方法,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本方案可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)步驟在一體設(shè)備中同時(shí)完成,工序可減少30?40%,時(shí)間可
縮短50?60%,且操作簡(jiǎn)單,無(wú)需大量的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作,可大幅降低鎳鈷元素回收
企業(yè)的運(yùn)作門檻,在保證鎳鈷元素的回收率的情況下,可大幅提升回收的效率,利于三元電
池回收產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,利于環(huán)保和持續(xù)發(fā)展。
[0028] (2)焙燒氧化步驟可通過(guò)通氣口可連接抽風(fēng)設(shè)備,同時(shí)利用通氣口和通氣孔的結(jié)合,可加強(qiáng)反應(yīng)筒內(nèi)的通風(fēng)效果,也可帶走少量的氧化鋰蒸汽,便于提高鎳鈷的純度,在高
溫且有空氣存在的情況下,塊狀電芯中的二價(jià)鐵離子會(huì)被氧化為三價(jià)鐵離子,免去了現(xiàn)有
技術(shù)中需要使用單獨(dú)添加雙氧水氧化二價(jià)鐵離子變?yōu)槿齼r(jià)鐵離子的工序。
[0029] (3)酸浸步驟中提前加入氯化鈉溶液,不僅僅可以對(duì)焙燒后的均質(zhì)粉末進(jìn)行降溫,與現(xiàn)有技術(shù)中自然冷卻相比,可將冷卻所需的時(shí)間縮短70?90%,且氯化鈉溶液中大部分的
水會(huì)蒸發(fā),會(huì)有大量的鈉離子殘留在均質(zhì)粉末中,與隨后加入濃硫酸中的硫酸根離子會(huì)形
成堿金屬硫酸鹽,可除去
稀土元素,免去了現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)過(guò)濾添加堿金屬硫酸鹽的工序。
附圖說(shuō)明[0030] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖;[0031] 圖2為本發(fā)明的一體設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖;[0032] 圖3為本發(fā)明一體設(shè)備去加熱筒結(jié)構(gòu)示意圖;[0033] 圖4為本發(fā)明一體設(shè)備去加熱筒和反應(yīng)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。[0034] 圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:[0035] 1底座、2支架、3動(dòng)力機(jī)構(gòu)、4控制盒、5攪拌軸、6攪拌棒、7常閉蓋、8常開(kāi)蓋、9通氣口、10輸液口、11進(jìn)料斗、12反應(yīng)筒、13加熱筒、14密封盤、15過(guò)濾機(jī)構(gòu)。
具體實(shí)施方式[0036] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖;對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述;顯然;所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例;而不是全部的實(shí)施例,基于
本發(fā)明中的實(shí)施例;本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他
實(shí)施例;都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0037] 在本發(fā)明的描述中,需要說(shuō)明的是,術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“頂/底端”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描
述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,
因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外,術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解
為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0038] 在本發(fā)明的描述中,需要說(shuō)明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語(yǔ)“安裝”、“設(shè)置有”、“套設(shè)/接”、“連接”等,應(yīng)做廣義理解,例如“連接”,可以是固定連接,也可以是可拆
卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過(guò)中
間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以具體
情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0039] 實(shí)施例1:[0040] 請(qǐng)參閱圖1,一種三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法,包括以下步驟:[0041] S1、物理預(yù)處理:將廢舊的三元電池放置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%在氯化鈉溶液中進(jìn)行放電,放電結(jié)束后,將電芯拆出,剪切為塊狀電芯,塊狀電芯的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米,當(dāng)電芯
的最大邊長(zhǎng)不大于10厘米時(shí),無(wú)需剪切,可保證焙燒和擊碎攪拌的效果,在實(shí)際的操作中,
也可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際的情況選擇是否剪切及剪切塊的大小,取100重量份的塊
狀電芯放置在一體設(shè)備的反應(yīng)筒12中。
[0042] S2、焙燒氧化:通過(guò)一體設(shè)備的加熱筒13對(duì)塊狀電芯進(jìn)行焙燒,焙燒溫度為850攝氏度,同時(shí)通過(guò)攪拌軸5和攪拌棒6進(jìn)行擊碎攪拌,擊碎攪拌分為第一階段攪拌和第二階段
攪拌,第一階段攪拌轉(zhuǎn)速為20轉(zhuǎn)每分鐘,持續(xù)時(shí)間為4分鐘,第二階段攪拌轉(zhuǎn)速為40轉(zhuǎn)每分
鐘,持續(xù)時(shí)間為5分鐘,得到均質(zhì)粉末;
[0043] 焙燒氧化與現(xiàn)有技術(shù)中的單純焙燒不同,現(xiàn)有技術(shù)中一般在保護(hù)氣體的氛圍中進(jìn)行焙燒,其中的二價(jià)鐵離子不會(huì)被氧化,本方案可通過(guò)通氣口9可連接抽風(fēng)設(shè)備,同時(shí)利用
通氣口9和通氣孔的結(jié)合,可加強(qiáng)反應(yīng)筒12內(nèi)的通風(fēng)效果,也可帶走少量的氧化鋰蒸汽,便
于提高鎳鈷的純度,在高溫且有空氣存在的情況下,塊狀電芯中的二價(jià)鐵離子會(huì)被氧化為
三價(jià)鐵離子,免去了現(xiàn)有技術(shù)中需要使用單獨(dú)添加雙氧水氧化二價(jià)鐵離子變?yōu)槿齼r(jià)鐵離子
的工序。
[0044] S3、酸浸:停止焙燒,繼續(xù)攪拌,加入氯化鈉溶液25重量份,氯化鈉溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,氯化鈉溶液可以是S1中經(jīng)雜質(zhì)過(guò)濾的氯化鈉溶液,在加熱筒13的作用下保
持反應(yīng)筒12內(nèi)的溫度為70攝氏度,從輸液口10向反應(yīng)筒12中加入110重量份的濃硫酸,進(jìn)行
酸浸攪拌,酸浸攪拌的速度為13轉(zhuǎn)每分鐘,時(shí)間為22分鐘;
[0045] 與現(xiàn)有技術(shù)不同的是,提前加入氯化鈉溶液,不僅僅可以對(duì)焙燒后的均質(zhì)粉末進(jìn)行降溫,與現(xiàn)有技術(shù)中自然冷卻相比,可將冷卻所需的時(shí)間縮短70?90%,且氯化鈉溶液中
大部分的水會(huì)蒸發(fā),會(huì)有大量的鈉離子殘留在均質(zhì)粉末中,與隨后加入濃硫酸中的硫酸根
離子會(huì)形成堿金屬硫酸鹽,可除去稀土元素,免去了現(xiàn)有技術(shù)中單獨(dú)過(guò)濾添加堿金屬硫酸
鹽的工序。
[0046] S4、過(guò)濾:開(kāi)啟過(guò)濾機(jī)構(gòu)15,反應(yīng)筒12內(nèi)的溶液通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)15的過(guò)濾得到濾液,然后開(kāi)啟密封盤14,將固體雜質(zhì)取出;
[0047] S5、萃取提純:將S4中的濾液利用P204萃取銅、錳和鋅元素,利用P507萃取分離鎳和鈷元素,即得到高純度硫酸鈷和硫酸鎳,再經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶和離心脫水,可得到NiSO4·7H2O
和CoSO4·7H2O。
[0048] 請(qǐng)參閱圖2?4,一體設(shè)備包括底座1,底座1的上端固定連接有支架2,支架2上連接有動(dòng)力機(jī)構(gòu)3,動(dòng)力機(jī)構(gòu)3上連接有攪拌軸5,攪拌軸5可為動(dòng)力機(jī)構(gòu)3提供動(dòng)力,帶動(dòng)攪拌軸5
的轉(zhuǎn)動(dòng),攪拌軸5上固定連接有多個(gè)攪拌棒6,攪拌棒6具有攪拌的效果,同時(shí)具有擊碎塊狀
電芯的效果,底座1的上端連接有反應(yīng)筒12,反應(yīng)筒12為塊狀電芯擊碎攪拌和酸浸的容器,
且攪拌棒6位于反應(yīng)筒12內(nèi),底座1上連接有與反應(yīng)筒12相匹配的密封盤14,開(kāi)啟密封盤14
可將反應(yīng)筒12內(nèi)的不溶解的雜質(zhì)排出,反應(yīng)筒12上套接有加熱筒13,加熱筒13的內(nèi)側(cè)連接
有電加熱網(wǎng),加熱筒13的外側(cè)設(shè)有隔熱層,可保護(hù)工作人員不被高溫灼傷,底座1上固定連
接有過(guò)濾機(jī)構(gòu)15,且反應(yīng)筒12的內(nèi)部可通過(guò)過(guò)濾機(jī)構(gòu)15與外界連通,過(guò)濾機(jī)構(gòu)15內(nèi)包括高
分子過(guò)濾膜,具有防酸堿腐蝕的特性,可將反應(yīng)筒12內(nèi)的沉淀和雜質(zhì)過(guò)濾,且過(guò)濾機(jī)構(gòu)15具
有開(kāi)啟和閉合的功能,可根據(jù)需要選擇開(kāi)啟或閉合,過(guò)濾機(jī)構(gòu)15過(guò)濾的孔徑為0.08?1.2納
米,可使沉淀的鐵元素和其他雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入濾液。
[0049] 反應(yīng)筒12的上端蓋有常閉蓋7和常開(kāi)蓋8,反應(yīng)筒12上固定連接有進(jìn)料斗11,且進(jìn)料斗11位于靠近常開(kāi)蓋8的一側(cè),便于相反應(yīng)筒12內(nèi)加入塊狀電芯,支架2上固定連接有控
制盒4,控制盒4上連接有操作面板可顯示屏,顯示屏上可顯示反應(yīng)筒12內(nèi)的溫度,可通過(guò)在
攪拌軸5的內(nèi)部安裝感溫頭實(shí)現(xiàn),經(jīng)本領(lǐng)域技術(shù)人員的調(diào)試和安裝,通過(guò)控制盒4可對(duì)一體
設(shè)備進(jìn)行控制,并可通過(guò)一體設(shè)備的顯示屏掌握實(shí)時(shí)的狀態(tài)。
[0050] 常閉蓋7的上端固定連接有通氣口9和輸液口10,常閉蓋7上開(kāi)鑿有換氣孔,換氣孔可保證反應(yīng)筒12與外界的連通,通氣口9可連接抽風(fēng)設(shè)備,可帶走反應(yīng)筒12內(nèi)的熱量,熱量
經(jīng)抽風(fēng)設(shè)備抽出后可二次利用,同時(shí)通氣口9和通氣孔的結(jié)合,可加強(qiáng)反應(yīng)筒12內(nèi)的通風(fēng)效
果,輸液口10用于相反應(yīng)筒12內(nèi)注入液體。
[0051] 本方案可以實(shí)現(xiàn)大幅簡(jiǎn)化了從三元電池中回收鎳鈷元素的回收方法,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本方案可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)步驟在一體設(shè)備中同時(shí)完成,工序可減少30%,時(shí)間可縮短
50%,且操作簡(jiǎn)單,無(wú)需大量的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作,可大幅降低鎳鈷元素回收企業(yè)的運(yùn)
作門檻,在保證鎳鈷元素的回收率的情況下,可大幅提升回收的效率,利于三元電池回收產(chǎn)
業(yè)的發(fā)展,利于環(huán)保和持續(xù)發(fā)展。
[0052] 以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式;但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其
改進(jìn)構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
聲明:
“三元電池材料中鎳鈷元素的快速回收方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)