典型有色金屬二次資源循環(huán)利用技術(shù)研究.pdf

1、隨著鋰離子電池廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)生了大量的廢舊鋰離子電池，如何回收廢舊鋰離子電池和資源化循環(huán)利用已成為社會普遍關(guān)注的問題。回收處理廢舊鋰離子電池不僅可以解決廢舊電池所帶來的一系列環(huán)境問題，而且對電池中有色金屬進行了回收利用，能有效緩解資源的緊缺。 本論文主要研究了廢舊鋰離子電池正極材料中鈷、鋁以及白銅合金廢料中銅、鋅、鎳金屬離子的回收工藝。在總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上，提出了對廢舊鋰離子電池正極材料的回收工藝：拆解廢舊鋰離子電池→N

2、MP浸泡正極材料→鈷酸鋰粉末的浸出→P204萃取除雜→P507萃取分離鈷、鋰離子→還原氯化鈷溶液→（得到）金屬鈷粉。目前，文獻中未見對白銅合金廢料濕法回收工藝的報道，本論文采用的工藝為：粉碎白銅合金廢料→酸浸出→N902萃取分離出銅離子→P204萃取分離出鋅離子→水相中剩余硫酸鎳溶液。 首先，將廢舊鋰離子電池拆去外殼，取出正極材料；正極材料的預(yù)處理方法是采用有機溶劑NMP溶解其中的粘結(jié)劑，此方法有效的分離了鋁、鈷，實現(xiàn)了鋁箔以金

3、屬形態(tài)直接回收的目的，得到鈷酸鋰和石墨混合粉末，極大減輕了回收金屬鈷離子時的除雜工序，且對環(huán)境友好；使用硫酸．雙氧水體系浸出鈷酸鋰粉末，在80℃水浴中反應(yīng)約90 min后鈷和鋰的金屬離子能完全進入浸出液。 然后，將浸出液的pH值調(diào)節(jié)到2．6，使用萃取劑P204萃取除去溶液中的雜質(zhì)離子。實驗證明：室溫下，在P204體積濃度為25％、皂化度為75％，相比為1：1的條件下，兩級萃取操作能除去浸出液中大部分的Al3+、Fe3+、Mn2+

4、、Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)離子；得到的除雜后的水相溶液采取萃取劑P507分離回收其中的鈷、鋰離子，較佳操作條件為：室溫下、pH值為5．5、相比為1：1、混合時間為30 s時，三級萃取操作后鈷離子的萃取率能達到99．96％。富鈷有機相用2 mol/l的鹽酸溶液反萃，兩級操作便能反萃完全，水相中鈷離子的濃度為13．54 g/l；反萃得到的氯化鈷溶液，直接采用水合肼在堿性條件下還原為金屬鈷粉，其還原率能超過99．99％，得到的產(chǎn)品經(jīng)檢測為樹枝

5、狀的純金屬鈷粉。在本論文的回收工藝中，廢舊鋰離子電池正極材料中鈷的回收率達到97．33％、鋁（以含鋁廢料形式）則超過99％。 最后，研究了白銅合金廢料的回收工藝。將合金廢料進行初步的機械粉碎，投入8 mol/l的硫酸中加熱攪拌，溫度控制為80℃，在加入適量的30％過氧化氫水溶液后，約8h白銅合金能完全浸出；使用銅特效萃取劑N902首先分離出浸出液中的銅離子，實驗表明萃取劑N902對銅有較好的選擇性，最佳操作條件為：在相比為1：1

6、、pH值為0．57、N902的體積濃度為50％，混合時間為90 s的條件下，銅的萃取率能達到99．36％。使用2mol/l的硫酸進行反萃操作，平衡時間僅為30s，反萃回收率可達到99．68％；使用萃取劑P204萃取分離后續(xù)水相溶液中的鋅離子，其操作條件為：在相比為2：1、pH值為2．93、P204體積濃度40％的條件下，混合時間為1min，5級后鋅離子的萃取率為99．73％，且?guī)缀醪惠腿∷嘀械逆?，選擇性分離效果好。使用1 mol/l的