本发明属于湿法冶金技术领域,具体涉及一种从镍、钴、锰混合物中分步浸出镍、钴的方法。
背景技术:
镍、钴、锰三元正极材料是一种新型锂离子电池正极材料,具有容量高、热稳定性好、价格低廉等优点,可广泛用于小型锂电池及锂离子动力电池,是一种非常接近于钴酸锂的产品,其性价比远高于钴酸锂,容量比钴酸锂高10~20%,是最有可能取代钴酸锂的新型电池材料之一,被称为第三代锂离子电池正极材料,其正极材料国内年需求量以20%的年增长速度逐渐取代钴酸锂。而三元正极材料前驱体的生产采用高纯硫酸镍、高纯硫酸钴和高纯硫酸锰等为主要原料,其中,材料中镍的含量约为5-20%,对高纯硫酸镍的需求量很大。因此,从低品位氧化镍矿(如红土镍矿)和镍、钴二次资源(如含镍、钴废催化剂、电镀废料、废弃硬质合金及不锈钢、废旧锂离子三元电池)中提取回收镍、钴,对于我国镍尤其是钴行业的可持续发展显得越来越重要。
目前红土镍矿或镍、钴二次资源的处理工艺可以分为三类:干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。其中生物回收技术尚不成熟,而干法回收技术能耗大,对设备要求较高;湿法回收技术是目前中国主要的处理方法,在含镍、钴、锰的电池正极粉料处理过程中一般采用萃取的方法将镍、钴、锰分离。但是如果能够将镍、钴锰同时萃取,则可大大提高电池材料中金属的回收效率,并使得回收得到的电池材料直接再循环使用。
采用湿法工艺处理红土镍矿或镍、钴二次资源,所得的酸性镍、钴浸出液,除含镍、钴外,还含有少量的铜离子,以及一定量的铁、铝、锰、镁、钙、铬等杂质金属离子。目前,国内外针对这类料液分离提纯的处理方法主要有:化学沉淀法、萃取法、离子交换法与吸附法等。相比之下,溶剂萃取法具有选择性好、分离效果好、回收率高、流程简单、处理能力大、成本低、操作连续化和易于实现自动化等优点,已成为镍、钴分离的主要工业方法。在镍、钴萃取冶金工艺中应用最多的萃取剂主要有:叔胺(如:n235)、有机磷酸(如:p204,p507)、有机次膦酸(如:cyanex272)、有机硫代次膦酸(如:cyanex301)。其中,工业上最常用的萃取剂为p204和p507,其中p507适用于镍、钴比变化范围更大的硫酸盐、氯化物溶液。
采用溶剂萃取法对镍、钴溶液中铜、锰等杂质离子的去除,目前通用的方法有两种:方法①是粗制硫酸镍、钴溶液→铜萃取剂预除铜→p204萃取除铜锰→硫酸镍、钴
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