一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池材料回收技术领域，具体涉及一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法。本发明专利技术所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，以电池回收工艺中萃取产生的铜锰液废液为原料，经中和预处理、铜沉淀反应、深度除铜、锰沉淀反应及废水处理等步骤。本发明专利技术所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，铜、锰分离度高且产品纯度高，工艺成本低廉且绿色环保，可有效替代传统的铜锰液处理工艺。传统的铜锰液处理工艺。传统的铜锰液处理工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料回收
，具体涉及一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池自20世纪末实现商业化以来，以其具有能量密度大、质量轻、寿命长且无记忆性等诸多优点，被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、照相机等便携式电子设备及电动汽车领域。废旧锂离子电池中通常含有多种有价金属成分，具有较高的回收再利用价值。通过综合利用回收这些有价金属成分，可以达到有效地利用矿产资源、节约能源、防止污染、取得最佳的技术经济效果的目的。随着行业内对进口的镍、钴、铜等矿的不间断需求增量以及国内锂离子电池回收产业的逐渐开展，电池回收萃取产生的铜锰液成为一种不可回避的可回收有价金属原料。
[0003]目前，传统萃取铜锰液的回收工艺基本是通过有机萃取的方式提取分离铜，并根据需要将铜制成硫酸铜溶液或者通过电积做成金属铜板或者置换反应做成金属铜粉；再通过对锰进行除杂和富集可以直接结晶做成硫酸锰或者氯化锰产品。这些金属元素回收工艺虽然相对比较成熟，但是也一直存在诸多弊端。例如，铜萃取过程使用了有机萃取剂，并采用酸碱配合使用等，由于萃取剂价格较贵，且由于该萃取过程需要大量的铜锰液原料才能正常持续运行，否则就会出现生产经常间断，从而进一步增加体系处理铜锰液的成本。然而在实际生产过程中，由于产生的铜锰液总量受回收处理的原材料中铜和锰的含量限制有时很少有时稍多，这样会导致整个工艺配合起来处理铜锰液不够连贯且成本偏高。其次，通过直接置换反应将铜直接做成铜粉虽然操作简单，但是由于引入了低品位的铁粉，会使得最终的产品铜粉品位也偏低，同时铁进入溶液后最终做成铁渣也会产生大量的固废渣，是一种可行但不够绿色环保的工艺。再者，部分企业为了让后续的锰溶液中铜的残留量尽量少，从而保证硫酸锰结晶的高纯度，使用了硫化物沉淀铜的工艺，这样虽然可以保证硫酸锰结晶的纯度，但是会有不少的锰液沉淀损失，且同时产生的硫化铜采用普通的湿法工艺难以回收处理，需要采用高能耗的火法工艺进一步处理才能得到进一步回收，造成较大的能耗。
[0004]鉴于此，随着新能源锂电行业的不断蓬勃发展，这类电池萃取回收废液的回收利用工艺需要进行更大的优化。因此，开发一种能耗低、成本低、产出废料少，且铜、锰分离度高、产品纯度高的电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法具有积极的意义。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，所述方法具有能耗低、成本低、产出废料少的优势，且铜、锰分离度高，回收的产品纯度较高。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，包括如下步骤：
[0007](1)预处理：取待处理的铜锰液进行预处理至体系pH值至强酸性，备用；
[0008](2)铜沉淀处理：在保护下气氛下，向上述预处理后的铜锰液中加入金属络合剂和还原剂，并加入第一沉淀剂进行铜沉淀反应；收集反应浆料进行固液分离，并分别收集滤渣得到含铜产品、收集滤液得到富锰溶液；
[0009](3)锰沉淀处理：继续向所述富锰溶液中加入所述还原剂，并通入第二沉淀剂进行锰沉淀反应，收集反应浆料进行固液分离，并分别收集滤渣得到含锰产品、收集滤液得到废水；
[0010](4)废液处理：对上述收集的废水进行废液处理。
[0011]具体的，所述步骤(1)中，还包括调节所述铜锰液中锰离子浓度为20
‑
50g/L的步骤；
[0012]优选的，所述预处理步骤控制体系pH值1.5
‑
2.0。
[0013]优选的，所述步骤(1)中，通过富集或者加水将所述铜锰液中锰的浓度控制在20
‑
50g/L，并优选采用40
‑
60g/L的氢氧化钠溶液对酸性的所述铜锰液进行中和预处理。
[0014]具体的，所述步骤(2)中，所述第一沉淀剂包括氨碱沉淀剂；
[0015]优选的，所述氨碱沉淀剂包括氨水和碱液的混合溶液；
[0016]优选的，所述氨水的浓度为1
‑
5mol/L，所述碱液的浓度为10
‑
50g/L。
[0017]优选的，所述第一沉淀剂的加入量以能够调节反应体系pH值5.0
‑
5.7为准。
[0018]具体的，所述步骤(2)中，所述金属络合剂包括有机酸及其钠盐；主要用途为络合金属离子稳定反应体系和适当的PH缓冲；
[0019]优选的，所述有机酸包括酒石酸、葡萄糖酸、硼酸、氨基羧酸或柠檬酸中的一种或几种的混合物；
[0020]优选的，所述金属络合剂基于所述铜锰液的添加量为0.1
‑
10g/L。
[0021]优选的，所述步骤(2)中，还包括将所述滤渣加水进行洗涤并干燥的步骤，得到的所述含铜产品的纯度高、可加工脱水性好的含铜产品，可作为中间产品随时改加工为高纯度硫酸铜、铜板、铜粉等。
[0022]所述步骤(2)中，所述保护性气氛为本领域常规的无氧气氛，如氮气、惰性气体均可，目的在于形成无氧氛围，防止锰因氧化影响而部分析出沉淀，造成铜锰无法分离。
[0023]所述步骤(2)中，所述保护性气氛的形成优选在加入所述第一沉淀剂之前通入保护性气体以提前赶走空气中的氧气，形成无氧氛围。所述保护性气体的通入量根据容器大小及搅拌速度可进行常规调整。例如，根据通常情况，所述保护性气体的通入总量以反应容器除液体反应体系外的空余体积的2
‑
4倍体积量左右即可达到预期的无氧氛围，所述保护性气体的通入速度以每分钟通入反应容器空余体积的1/6
‑
1/4体积量的气体较为合适。
[0024]作为可以实施的方案，根据通常情况，所述保护性气体的通入总量以反应容器除液体反应体系外的空余体积的3倍体积量左右即可达到预期的无氧氛围，所述保护性气体的通入速度以反应容器空余体积的五分之一/每分钟较为合适。
[0025]具体的，所述步骤(3)中，所述第二沉淀剂包括碳酸盐、草酸盐或氢氧化物中的一种或几种的混合物；
[0026]优选的，所述碳酸盐溶液包括金属碳酸盐，更优选包括碳酸钠溶液；
[0027]优选的，所述第二沉淀剂配制成浓度为80
‑
120g/L的溶液进行投料。
[0028]优选的，所述第二沉淀剂的加入量以能够调节反应体系pH值8.0
‑
10.0为准。
[0029]具体的，所述步骤(2)和(3)中，所述还原剂彼此独立的包括亚硫酸钠、抗坏血酸、葡萄糖、果糖或蔗糖中的一种或几种的混合物；主要是用作还原剂，保护体系的金属铜和锰离子不被氧化；
[0030]优选的，所述步骤(2)中，所述还原剂基于所述铜锰液的添加量为0.1
‑
5g/L；
[0031]优选的，所述步骤(3)中，所述还原剂基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)预处理：取待处理的铜锰液进行预处理至体系pH值至强酸性，备用；(2)铜沉淀处理：在保护性气氛下，向上述预处理后的铜锰液中加入金属络合剂和还原剂，并加入第一沉淀剂进行铜沉淀反应；收集反应浆料进行固液分离，并分别收集滤渣得到含铜产品、收集滤液得到富锰溶液；(3)锰沉淀处理：继续向所述富锰溶液中加入所述还原剂，并通入第二沉淀剂进行锰沉淀反应，收集反应浆料进行固液分离，并分别收集滤渣得到含锰产品、收集滤液得到废水；(4)废液处理：对上述收集的废水进行废液处理。2.根据权利要求1所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，其特征在于，所述步骤(1)中，还包括调节所述铜锰液中锰离子浓度为20
‑
50g/L的步骤；优选的，所述预处理步骤控制体系pH值1.5
‑
2.0。3.根据权利要求1或2所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述第一沉淀剂包括氨碱沉淀剂；优选的，所述氨碱沉淀剂包括氨水和碱液的混合溶液；优选的，所述氨水的浓度为1
‑
5mol/L，所述碱液的浓度为10
‑
50g/L。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述金属络合剂包括有机酸及其钠盐；优选的，所述有机酸包括酒石酸、葡萄糖酸、硼酸、氨基羧酸或柠檬酸中的一种或几种的混合物；优选的，所述金属络合剂基于所述铜锰液的添加量为0.1
‑
10g/L。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述电池材料萃取回收产生的铜锰液的再生利用方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述第二沉淀剂包括碳酸盐、草酸盐或氢氧化物中的一种或几种的混合物。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述电池材...

【专利技术属性】
技术研发人员：万江涛，张宁，张勇杰，王涛，李子郯，杨红新，
申请(专利权)人：蜂巢能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：