【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镍铁电池，特别涉及一种褐铁型红土镍矿制备镍铁电池的方法。
技术介绍
1、近年来，随着新能源领域的发展，对电池的需求量不断的扩大，优质硫化镍矿资源日趋匮乏，红土镍矿产金属镍产量已超过传统硫化镍矿，成为重要提镍资源，并且其重要性呈逐渐上升趋势。
2、镍铁电池具有安全环保、成本低廉和使用寿命长等优点, 广泛应用于电网储能、备用电源等领域。此外, 镍铁电池在电动汽车领域也表现出了良好的应用前景, 受到许多国家的关注，镍铁电池为人类提供了一种廉价、清洁、安全的选择，探索开发利用大功率镍铁电池是目前主流的发展方向。
3、目前，红土镍矿制备镍铁多为火法冶炼，该方法对红土镍矿品位要求高。火法冶炼低品位红土镍矿对设备和工艺需求较高，冶炼过程中能耗大，生产成本极高，且在冶炼过程中，会产生大量难以处理的矿渣。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种褐铁型红土镍矿制备镍铁电池的方法，从而获得合格的镍铁电池；能够节省成本以及缩短工艺，且辅料价格低，可以循环使用，降低了生产成本；该工艺流程高效简洁，具有绿色低碳环保等优点和巨大的社会经济价值，具体而言：
2、一种褐铁型红土镍矿制备镍铁电池的方法，包括：
3、步骤s1、将褐铁型红土镍矿使用硝酸浸出，过滤得到第一浸液和铁精矿；
4、步骤s2、将铁精矿用盐酸浸出，过滤得到第二浸液和硅渣；
5、步骤s3、向第二浸液中加入含单质铁物料，得到第三浸液和酸浸渣；
6、步骤
7、步骤s5、将所得fecl2溶液喷雾热解，得到fe2o3和hcl；
8、步骤s6、将hcl进行冷凝得到稀盐酸，循环使用；
9、步骤s7、向第一浸液中加入第二沉淀剂，沉淀得到铝钪富集物和沉铝母液；
10、步骤s8、向沉铝母液中加入第三沉淀剂，沉淀得到沉镍钴母液和mhp（化学式为：nico(oh)2；
11、步骤s9、将mhp作为电池正极，先前得到的fe2o3作为电池负极，组合得到镍铁电池。
12、优选的，步骤s1中，浸出压力随着浸出温度的升高自然升高，浸出的反应温度为140～200℃，反应时间1～3h，液固比为2～6:1（质量比），酸矿质量比0.4～1:1（显然的其是指纯硝酸与矿的质量比）；优选的，反应温度160～180℃，反应时间1.5～2h，液固比为2.5～3:1，酸矿比0.4～0.8:1。
13、优选的，褐铁型红土镍矿原料的化学成分包括：co 0.2～0.5wt%，ni 0.5～3.0wt%，fe 40～50wt%，al 3.0～5.0wt%，mn 1.0～3.0wt%，ca 0.06～0.07wt%，mg 1～3wt%，cr 1.2～1.3wt%，si 2.5～3wt%。
14、优选的，步骤s2中，浸出的反应温度为60～100℃，反应时间1～3h，液固比3～8:1（质量比），盐酸用量为铁精粉中铁摩尔量的0.9～1.2倍；优选的，反应温度70～90℃，反应时间1.5～2.5h，液固比3.5～5:1，盐酸用量1.0～1.1倍。
15、优选的，步骤s3中，含单质铁物料选自铁刨花、铁屑、合金废钢、生铁废料、铁粉、镍铁合金中的一种或几种。
16、优选的，步骤s4中，第一沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，硫化剂选自硫磺、一氯化硫、硫化氢、硫化亚铁、硫化钠中的至少一种；反应温度60～120℃，反应时间0.5～2h；优选的，反应温度65～100℃，反应时间1～2h。
17、优选的，步骤s5中，喷雾热解在氧气氛围下进行，喷雾热解温度为600～900℃；优选的，喷雾热解温度700～900℃。
18、优选的，步骤s6中，稀盐酸循环至s2用于浸出。
19、优选的，步骤s7中，第二沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，沉淀终点ph4.0～6.0，反应温度为50～80℃，反应时间0.5～2h；优选的，沉淀反应温度为55～70℃，反应时间1～1.5h，沉淀终点ph5.0～5.5。
20、优选的，步骤s8中，第三沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，且第三沉淀剂与第二沉淀剂不同，沉淀终点ph5.4～8.0，且沉淀终点ph高于步骤s7沉淀终点ph，反应温度为50～80℃，反应时间0.5～2h；优选的，沉淀反应温度为55～70℃，反应时间1～1.5h，沉淀终点ph6.5～8.0。
21、本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
22、本专利技术以红土镍矿为原料，采用硝酸法加压浸出，可直接浸出低品位褐铁型红土镍矿，可综合利用其中的镍、铁等元素，浸出液提铝后直接沉镍钴得到mhp，铁精矿经盐酸浸出后加入单质铁物料进行还原，加入沉淀剂以及硫化剂除杂，除杂后得到纯净的fecl2溶液，再将该溶液喷雾热解得到纯度较高的fe2o3，mhp与fe2o3作为电池的正负极合成镍铁电池，本专利技术仅采用红土镍矿一种原料，通过对工艺条件的合理选择，从而能充分利用其中的化学成分合成高价值的镍铁电池，同时回收盐酸循环利用。该工艺流程短，所需辅料少且价格便宜，且盐酸综合回收使用成本低。
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1.一种褐铁型红土镍矿制备镍铁电池的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，浸出的反应温度为140～200℃，反应时间1～3h，液固比为2～6:1，酸矿质量比0.4～1:1；优选的，反应温度160～180℃，反应时间1.5～2h，液固比为2.5～3:1，酸矿比0.4～0.8:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，褐铁型红土镍矿原料的化学成分包括：Co0.2～0.5wt%，Ni 0.5～3.0wt%，Fe 40～50wt%，Al 3.0～5.0wt%，Mn 1.0～3.0wt%，Ca 0.06～0.07wt%，Mg 1～3wt%，Cr 1.2～1.3wt%，Si 2.5～3wt%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，浸出的反应温度为60～100℃，反应时间1～3h，液固比3～8:1，盐酸用量为铁精粉中铁摩尔量的0.9～1.2倍；优选的，反应温度70～90℃，反应时间1.5～2.5h，液固比3.5～5:1，盐酸用量1.0～1.1倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S4中，第一沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，硫化剂选自硫磺、一氯化硫、硫化氢、硫化亚铁、硫化钠中的至少一种；反应温度60～120℃，反应时间0.5～2h；优选的，反应温度65～100℃，反应时间1～2h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，喷雾热解在氧气氛围下进行，喷雾热解温度为600～900℃；优选的，喷雾热解温度700～900℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S6中，稀盐酸循环至S2用于浸出。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中，第二沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，沉淀终点pH4.0～6.0，反应温度为50～80℃，反应时间0.5～2h；优选的，沉淀反应温度为55～70℃，反应时间1～1.5h，沉淀终点pH5.0～5.5。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S8中，第三沉淀剂选自氧化镁、碳酸镁、氢氧化镁、氢氧化钠、碳酸钠、氨水、碳铵中的一种或多种，且第三沉淀剂与第二沉淀剂不同，沉淀终点pH5.4～8.0，且沉淀终点pH高于步骤S7沉淀终点pH，反应温度为50～80℃，反应时间0.5～2h；优选的，沉淀反应温度为55～70℃，反应时间1～1.5h，沉淀终点pH6.5～8.0。
...【技术特征摘要】
1.一种褐铁型红土镍矿制备镍铁电池的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，浸出的反应温度为140～200℃，反应时间1～3h，液固比为2～6:1，酸矿质量比0.4～1:1；优选的，反应温度160～180℃，反应时间1.5～2h，液固比为2.5～3:1，酸矿比0.4～0.8:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，褐铁型红土镍矿原料的化学成分包括：co0.2～0.5wt%，ni 0.5～3.0wt%，fe 40～50wt%，al 3.0～5.0wt%，mn 1.0～3.0wt%，ca 0.06～0.07wt%，mg 1～3wt%，cr 1.2～1.3wt%，si 2.5～3wt%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s2中，浸出的反应温度为60～100℃，反应时间1～3h，液固比3～8:1，盐酸用量为铁精粉中铁摩尔量的0.9～1.2倍；优选的，反应温度70～90℃，反应时间1.5～2.5h，液固比3.5～5:1，盐酸用量1.0～1.1倍。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，含单质铁物料选自铁刨花、铁屑、合金废钢、生铁废料、铁粉、镍铁合金中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s4中，第一沉淀剂选自氧化...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈航，郑艳，赵顶，陆宽伟，但勇，何永，赵澎，赵林，
申请(专利权)人：四川顺应动力电池材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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