高镍电池废料提取镍钴的方法：溶剂萃取法的优势与应用

高镍电池废料提取镍钴的方法：溶剂萃取法的优势与应用

本发明属于电池处理技术领域，具体涉及一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法。

背景技术：

近年来高镍三元材料凭借低成本、高容量等优势成为人们关注的焦点，在动力电池领域的应用越来越广泛，同时产生大量的废旧高镍锂离子电池，为了避免资源浪费和环境污染，就需要对废旧锂离子电池材料进行回收利用。镍和钴是锂电池材料中两种重要的金属成分，由于其价值较高，因此会被提取出来回收利用。材料行业对镍钴化合物的纯度要求比较高，因此镍钴的分离就变得非常重要。

镍钴分离方法主要有化学沉淀法和溶剂萃取法两种。溶剂萃取法具有选择性高、回收率高、工艺简单等优点，是镍钴分离的主要方法。常用的镍钴萃取剂有P204、C272、P507等。

现有的工艺一般是先将废料进行酸浸，然后采用皂化P204萃取除去铜、锰、铁等杂质元素，得到镍钴镁萃余液，再采用皂化P507萃取钴，得到相应的钴盐和含镍萃余液，再用P507除去含镍萃余液中的镁，最后用P204对除镁后的萃余液进行萃取富集镍，得到相应的镍盐。对镍含量较低的溶液有很好的效果，但从高镍废料中分离镍和钴的效率较低。C272对高镍低钴溶液的萃取分离也有很好的效果，但C272价格昂贵，使用成本太高，难以在工业生产中推广应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种从高镍电池废料中提取镍和钴的方法。

本发明所要解决的技术问题是：

现有的工艺一般是先将废料进行酸浸，然后采用皂化P204萃取除去铜、锰、铁等杂质元素，得到镍、钴、镁萃余液，再采用皂化P507萃取钴，得到相应的钴盐和含镍萃余液，再用P507除去含镍萃余液中的镁，最后用P204在除镁后的萃余液中萃取富集镍，得到相应的镍盐。对含镍量较低的溶液有很好的效果，但从高镍废料中分离镍和钴的效率较低。C272对高镍低钴溶液的萃取分离也有很好的效果，但C272价格昂贵，使用成本太高，难以在工业生产中推广应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水，在90～95℃的温度下浸泡20～30分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按1：1～5的体积比进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液用萃取剂1按1：1～5的体积比进行萃取富集，得到镍盐；

步骤s4：将步骤s2得到的钴镁镍溶液以萃取剂2按1：1～5的体积比萃取，用浓度为3～3.5mol/l的硫酸溶液反萃，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以体积比1：1～5进行萃取，得到残余钴盐。

进一步的，步骤S2和步骤S3中所述的萃取剂1为经氢氧化钠或碳酸钠皂化后的浓度为0.2～5mol/l的P204煤油溶液。

进一步的，所述p204的皂化率为50～70％。

进一步的，步骤S4中所述的萃取剂2为经氢氧化钠或碳酸钠皂化后的浓度为0.2～5mol/l的P507煤油溶液。

进一步的，步骤S5中所述的萃取剂3为P507与磺化煤油按体积比1:4的混合物。

进一步的，所述p507的皂化率为40～60％。

本发明的有益效果：在镍钴的提取工艺中，步骤s2中，高镍电池废料中的镁元素全部随钴、铜等元素一起被提取到有机相中，使镍液达到电子级产品纯度。与现有方法相比，本发明减少了产品钴、产品镍的生产线和储罐体积，且该工艺不使用价格昂贵的C272萃取剂，在不增加生产成本的情况下保证了镍钴分离效率。

附图的简要说明

为了更加清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述所需的附图进行简单介绍，显然，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的情况下，还可以基于这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

详细方法

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部。本发明实施例以及本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

示例 1

一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水溶液中，在90℃温度下浸泡20分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按体积比1:1进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液与萃取剂1按体积比1:1进行萃取富集，得到镍盐；

步骤s4、用萃取剂2按体积比1:1萃取步骤s2得到的钴镁镍溶液，用浓度为3mol/l的硫酸溶液反萃取，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以1:1的体积比萃取，得到残余钴盐。

示例 2

一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水溶液中，在90℃温度下浸泡20分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按体积比1:2进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液与萃取剂1按体积比1:2进行萃取富集，得到镍盐；

步骤s4、将步骤s2得到的钴镁镍溶液用萃取剂2按体积比1:2进行萃取，用浓度为3.1mol/l的硫酸溶液反萃取，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以1:2的体积比萃取，得到残余钴盐。

示例 3

一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水，在95℃温度下浸泡30分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按体积比1:3进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液用萃取剂1以1:3的体积比萃取富集镍，得到镍盐；

步骤s4、将步骤s2得到的钴镁镍溶液用萃取剂2按体积比1:3进行萃取，用浓度为3.2mol/l的硫酸溶液反萃取，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以1:3的体积比萃取，得到残余钴盐。

示例 4

一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水，在95℃温度下浸泡30分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按体积比1:5进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液与萃取剂1按体积比1:5进行萃取富集，得到镍盐；

步骤s4、将步骤s2得到的钴镁镍溶液用萃取剂2按体积比1:5进行萃取，用浓度为3.5mol/l的硫酸溶液反萃，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以1:5的体积比萃取，得到残余钴盐。

比较例

本对比例为市场上常见的从高镍电池废料中提取镍、钴的工艺。

实施例1-4的镍钴提取方法减少了产品钴和产品镍的生产线及储罐体积，且该工艺不使用价格昂贵的C272萃取剂，在不增加生产成本的情况下保证了镍钴分离效率。

以上内容仅为本发明的构思举例及说明，本领域技术人员可对所描述的具体实施例进行各种修改或添加，或以类似方法替换，而不脱离本发明的构思，或超出权利要求所界定的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特点：

1.一种从高镍电池废料中提取镍、钴的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤s1、将废旧高镍电池破碎、分选后，将分选后的废旧高镍电池加入硫酸溶液和双氧水，在90～95℃的温度下浸泡20～30分钟，得到浸出液；

步骤s2、将步骤s1得到的浸出液用萃取剂1按1：1～5的体积比进行萃取，得到纯镍萃余液和钴镁镍溶液；

步骤s3、将步骤s2得到的纯镍萃余液用萃取剂1按1：1～5的体积比进行萃取富集，得到镍盐；

步骤s4：将步骤s2得到的钴镁镍溶液以萃取剂2按1：1～5的体积比萃取，用浓度为3～3.5mol/l的硫酸溶液反萃，得到钴盐和萃余液；

步骤s5、将步骤s4所得萃余液用萃取剂3以体积比1：1～5进行萃取，得到残余钴盐。

2.根据权利要求1所述的从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，其特征在于：步骤s2和步骤s3中所述的萃取剂1为皂化浓度为0.2-5mol/l的P204煤油溶液的氢氧化钠或碳酸钠。

3.根据权利要求2所述的从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，其特征在于：所述的P204的皂化率为50～70％。

4.根据权利要求1所述的从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，其特征在于：步骤s4所述的萃取剂2为皂化浓度为0.2-5mol/l的p507煤油溶液的氢氧化钠或碳酸钠。

5、根据权利要求1所述的从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，其特征在于步骤S5中所述的萃取剂3为P507与磺化煤油按体积比1:4混合而成的混合物。

6.根据权利要求5所述从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，其特征在于：所述p507的皂化率为40-60％。

技术摘要

本发明公开了一种从高镍电池废料中提取镍和钴的方法，该方法首先用酸浸出高镍电池废料，然后用P204萃取浸出液，直接分离镍和镁，用P204获得纯镍萃余液。含有少量镍的钴镍镁溶液用P507萃取分离，得到相应的钴产品，再对萃余液进行萃取，将剩余的钴完全萃取出来；通过步骤S2，将高镍电池废料中的镁全部与钴、铜等元素一起萃取到有机相中，使镍液达到电子级产品的纯度。与现有方法相比，本发明减少了生产线，减少了钴和镍产品的储罐，工艺过程中不使用昂贵的C272萃取剂，在不增加生产成本的情况下保证了镍钴分离效率。

技术研发人员：王浩； 陈华勇; 姚松松; 叶明刚; 孙朝军

受保护的技术用户：；

技术开发日：2020.08.26

技术发布日期：2020.11.27