高性能、大容量的镍氢电池正极活性物质回收方法

高性能、大容量的镍氢电池正极活性物质回收方法

专利名称：镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法

技术领域：

本发明涉及一种电池正极活性物质的回收方法，尤其是涉及一种镍氢电池、镍镉电池正极活性物质的回收方法。

背景技术：

近年来，随着微电子技术特别是大规模、超大规模集成电路的飞速发展，

在广播电视设备中的应用，使得ENG摄像机（录摄一体机）小型化、轻便化，特别是笔记本编辑系统在数字设备中的应用，使新闻编辑变得快捷方便，大大缩短了制作周期，大大提高了新闻的时效性。为了满足这种需要，高性能、大容量、重量轻、经济耐用的镍氢电池和镍镉电池应运而生。

随着数码产业的爆发式增长，镍氢电池因其价格低廉、环保等优势，受到越来越多的关注。

消费者青睐批量购买，传统小家电的使用范围也从手电筒、手机、吹风机扩展到

镍氢、镍镉电池的广泛应用给我们的日常生活带来便利的同时，也带来了废旧电池处理的问题。虽然镍氢电池中不含对环境造成严重污染的镉、汞、铅等重金属离子，但废旧镍氢电池中却含有有色金属镍和钴，每1亿只镍氢电池中含有2000多吨的电极活性物质。镍镉电池的主要金属是镍、镉和钢。镍是钢铁、电器、有色合金、电镀、催化剂和铝镍钴电磁铁的重要原料。镉也是用于电池、颜料、塑料稳定剂、电镀和合金等的稀有金属。随着镍氢、镍镉电池消耗量的增加，矿产资源日益枯竭，有色金属资源的回收利用迫在眉睫。 如果镍氢、镍镉电池使用完之后作为一般垃圾丢弃，不仅浪费贵重金属资源，而且会给环境造成严重后果，破坏生态环境，危害人类健康。

专利号为ZL2.6，发明名称为从废旧镍氢、镍镉电池中回收的硫酸镍溶液中一步提取分离镍、镁、钴的方法。该方法公开了一种镍、镁、钴的提取分离方法，是先将除杂后的镍氢、镍镉电池正极肥的硫酸浸出液pH调节为4.5～5.0，再对浸出液进行多级分馏萃取，使镁、钴转移到有机相中，镍保留在水相中。另外，目前镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收常采用以下几种方法：（1）镍氢电池正极活性物质的回收。 旧镍氢电池中有色金属镍、钴的回收，多采用硫酸法回收，生成硫酸镍和硫酸钴，研究氧化剂用量、浸出时间、浸出温度及硫酸初始浓度对浸出率的影响，最后确定最佳浸出工艺参数，然后将得到的产品重新用于电池正极活性物质的生产。（2）镍镉电池中正极活性物质的回收。主要是利用镉及其氧化物的高蒸气压，将其与镍分离。其工艺流程为：（a）剥离电池表面层；（b）在900～1200℃下氧化焙烧，分离成镍渣和氧化镉精矿；（c）将镍渣作为炼钢原料； (d)将氧化镉精矿进行浸出、净化处理，制成各种镉盐或金属出口。以上方法在一定程度上可以实现镍氢、镍镉电池中正极活性物质的回收，但存在以下不足：(1)回收方法复杂，工序和技术繁琐，资金投入较大；(2)回收的产品为硫酸镍、硫酸钴等初级原料，需经过净化处理，利用率低；(3)得到的产品不能直接用于电池生产，仍需材料厂家通过化学合成，制成氢氧化镍、氧化钴等电池正极材料。

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种更为简便、低成本、高效的镍氢、镍镉电池正极活性物质回收方法。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是一种镍氢、镍镉电池正极活性物质回收方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对废旧镍氢、镍镉电池正极板进行目视筛选；(2)将目视筛选后的正极板放入正极破碎机进行粉碎；(3)对粉碎后的正极粉进行物理筛选；(4)对步骤3得到的正极粉进行磁力筛选。本发明中，正极破碎机的功率为2-3KW，筛网为100目，粉碎时间为60-90分钟。 本发明经过物理粒度筛选后的正极粉末主要为氢氧化镍、氧化钴和金属镍粉，金属粉的比例为5%-10%。本发明所述的磁力筛选是将得到的正极粉末放入非磁性的容器中，加入直径为4mm-20mm的磁珠，反复搅拌60-300分钟，本发明经过磁力筛选后的正极粉末中金属镍的含量小于2%。本发明采用的方法具有以下优点：（1）本发明的回收方法工艺简单，仅通过破碎、筛选、磁力筛选即可完成材料的回收利用，所有程序和工序简化，操作方便；（2）本发明利用材料的物理性质进行物理回收筛选，不存在化学反应，因此该方法不会影响材料的化学性质，得到的产品可直接用于制作电池； （3）本发明所用设备为破碎机、筛机、磁铁，设备数量少，大大降低了材料的生产成本。

详细方法

步骤1：目视筛选收集废旧镍氢、镍镉电池正极板，主要指正极碎料、破碎件等，通过目视筛选出纸张、金属等杂物，确保废旧极板中不含铁、铜等有害杂质。步骤2：机械粉碎将选好的正极板放入正极粉碎机中进行粉碎，粉碎机功率为2-3KW，筛网目数为100目，一般不要过细，粉碎时间为60-90分钟，防止泡沫镍粉碎过度，给后续磁力筛选带来困难。粉碎机内部不能使用铸铁，最好使用不锈钢，防止铁元素混合比例超标。步骤3：物理粒度筛选将得到的粉碎后的正极粉进行筛选，根据不同要求可选用100目、150目、200目、250目或300目筛网。 筛选后的正极粉末主要成分为氢氧化镍、氧化钴和金属镍粉，其比例约为86:4:10。金属镍粉的比例控制在5%~10%之间，未筛选出的材料基本都是金属镍，其含量控制在90%以上，若低于90%，则重复步骤2。步骤4：磁力筛选将步骤3得到的正极粉末放在非磁性的容器中，内部放置直径为4min~20mm的磁珠，然后反复搅拌60~300分钟，取出磁珠，即完成磁力筛选。磁力筛选后的正极粉末的金属镍含量应小于2%； 若大于2％，则重复步骤4。 步骤5：得到最终产品 步骤4得到的正极粉，其主要成分为氢氧化镍、氧化亚钴和金属镍粉，比例为94:5:1，其中金属镍含量小于2％，真空密封保存，可直接用于生产，制成正极片。

实施例1：步骤1：收集废旧镍氢、镍镉电池正极板，主要指正极废料、破碎件等，目测筛选出纸张、金属等杂物，确保废旧极板中不含铁、铜等有害杂质。步骤2：将筛选出的正极板放入正极破碎机进行破碎，破碎机功率为2KW，筛网目数为100目，一般不宜过细。破碎时间为60-90分钟，防止泡沫镍破碎过度，给后续磁力筛选带来困难。破碎机内部不能使用铸铁，最好使用不锈钢，防止铁元素混合比例超标。步骤3：将得到的破碎正极粉进行筛选，选用100目筛网。 筛分后的正极粉主要成分为氢氧化镍、氧化钴和金属镍粉，其比例约为86:4:10，金属镍粉的比例控制在5%~10%之间，没有经过筛分的物质基本都是金属镍，其含量控制在90%以上，若低于90%，则重复步骤2。步骤4：将步骤3得到的正极粉放入非磁性的容器中，在里面放入直径为4mm的磁珠，然后反复搅拌80分钟，取出磁珠，即完成磁力筛分，磁力筛分后的正极粉的金属镍含量应低于2%； 若大于2％，则重复步骤4。步骤5：将步骤4得到的正极粉，其主要成分为氢氧化镍、氧化亚钴和金属镍粉，比例为94：5：1，其中金属镍含量小于2％，真空密封保存，可直接用于生产，制成正极片。

实施例2：步骤1：收集废旧镍氢、镍镉电池正极板，主要指正极废料、破碎件等，目测挑选出纸张、金属等杂物，确保废旧极板中不含铁、铜等有害杂质。步骤2：将挑选出的正极板放入正极破碎机中进行破碎，破碎机功率为3KW，筛网目数为100目，一般不会过细。破碎时间为60-90分钟，防止泡沫镍破碎过度，给后续磁力筛选带来困难。破碎机内部不能使用铸铁，最好使用不锈钢，防止铁元素混合比例超标。步骤3：将得到的破碎正极粉进行筛选，选用200目的筛网。 筛分后的正极粉主要成分为氢氧化镍、氧化钴和金属镍粉，其比例约为86:4:10。金属镍粉的比例控制在5%~10%之间，未筛分出来的物质基本都是金属镍，其含量控制在90%以上，若低于90%则重复步骤2。步骤4：将步骤3得到的正极粉放入非磁性容器中，在里面放入直径为20mm的磁珠，然后反复搅拌100分钟，取出磁珠即完成磁力筛选。磁力筛选后的正极粉的金属镍含量应低于2%； 若大于2％，则重复步骤4。步骤5：步骤4得到的正极粉主要由氢氧化镍、氧化亚钴和金属镍粉组成，比例为94：5：1，其中金属镍含量小于2％，真空密封保存，可直接用于生产，制成正极片。

权利请求

1.一种镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将废旧镍氢、镍镉电池正极片进行目视筛选； (2)将目视筛选后的正极片放入正极粉碎机进行粉碎； (3)将粉碎后的正极粉进行粒度物理筛选； (4)将步骤3得到的正极粉进行磁性筛选。

2、根据权利要求1所述的镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于：正极粉碎机的功率为2-3KW，筛网为100目，粉碎时间为60-90分钟。

3.根据权利要求1所述的镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于：经过物理粒度筛选后的正极粉末主要为氢氧化镍、氧化钴和金属镍粉，金属粉的比例为5%-10%。

4.根据权利要求1或2所述的镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于：磁力筛分是将得到的正极粉放入非磁性容器中，插入直径为4mm-20mm的磁珠，反复搅拌60～300分钟。

5、根据权利要求1、2或3所述的镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于：磁选后的正极粉末中金属镍的含量小于2％。

全文摘要

本发明涉及一种镍氢、镍镉电池正极活性物质的回收方法，其特征在于包括以下步骤：（1）对废旧镍氢、镍镉电池正极板进行目视筛选；（2）将目视筛选后的正极板放入正极粉碎机进行粉碎；（3）对筛选后的正极粉进行粒度物理筛选；（4）对步骤3得到的正极粉进行磁力筛选。本发明采用的方法具有以下优点：（1）本发明的回收方法工艺简单，仅通过粉碎、筛选、磁力筛选即可完成材料的回收利用，操作简便；（2）本发明利用材料的物理性质进行物理回收筛选，该方法不影响材料的化学性质，得到的产品可直接用于制作电池；（3）本发明所用的设备为破碎机、筛网、磁铁，较少的设备大大降低了材料的生产成本。

文件号码/

公开日期 2008 年 9 月 3 日 申请日期 2008 年 4 月 11 日 优先权日期 2008 年 4 月 11 日

发明人：杨波、赵宝娟、郭道川 申请人：郭道川