【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及资源回收利用的，尤其涉及一种含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法。
技术介绍
1、随着电动汽车、储能领域的快速发展，锂电池市场需求持续增长，市场规模不断扩大。其中锂电池应用最广的地方为新能源汽车，然而由于锂电池的平均使用寿命一般不会超过8年，退役后的锂电池由于含有镍钴锰锂铜等金属，如果不回收不仅造成资源浪费，还会给环境带来很大压力，不利于产业链发展和废弃物资源化利用，因此退役后的锂电池回收成为亟待解决的问题。
2、目前退役锂电池回收的主流工艺为先将锂电池进行放电、拆解、破碎、分选，得到黑粉、铜渣、铝渣、隔膜等，然后将黑粉加酸、还原剂浸出，得到含镍钴锰锂铜铝的溶液和石墨渣，溶液加入铁粉进行除铜，得到海绵铜和除铜后液，除铜后液加入氧化剂、碱试剂进行除铁铝，得到除铁铝后液和铁铝渣。除铁铝后液再经过萃取回收镍钴锰锂金属。其中由于加碱试剂除铁铝时，会有一部分镍钴锰金属随着一起沉淀，导致铁铝渣中必不可少会有1～3wt％镍钴锰，企业普遍采用稀硫酸打浆漂洗铁铝渣，控制一定的ph值，使铁铝渣部分的镍钴锰酸溶到液体中，但此酸洗液中除了镍钴锰离子外，还有大量的铝离子也会酸溶出，这个酸洗外一般还要加碱试剂再沉铁铝，在除铁铝过程中又会产生铁铝渣，此铁铝渣还有较多的镍钴元素，又要酸洗处理，这个回收的除铝液中镍钴浓度低，不能直接利用，或加碱试剂沉镍钴为氢氧化物的方式利用。此酸洗后的铁铝渣还有较高浓度的镍钴元素，只能对铁铝渣进行减量化处理，酸洗后的铁铝渣由于镍钴超标，目前锂电回收产生的铁铝渣一般都是按危险废物来处理。这不仅导致价值较高的镍钴
3、现有技术中，中国专利cn118754072a公开了一种铁铝渣资源化利用方法和降碳全链条废旧锂电池回收方法，该铁铝渣资源化利用方法为将铁铝渣水洗，将水洗渣加水制浆后加入酸和还原剂进行酸浸反应，得到浸出液；将浸出液加入硫化物并调节ph以进行除镍钴锰反应，得到除镍钴锰溶液；将除镍钴锰溶液加入碱试剂进行沉铝反应，得到氢氧化铝产品和除铝溶液；将除铝溶液先加第一磷酸进行除钙镁，反应完成后固液分离，得到的除杂液内加入第二磷酸和氧化剂进行合成反应，反应结束后得到磷酸铁产品。该方法采用使用了大量的酸、碱、硫化物、还原剂和氧化剂等辅料，得到的镍钴锰为硫化物，不能直接利用到萃取回收镍钴锰金属元素，操作过程复杂。
4、中国专利cn115180661a公开了一种从铁铝渣中回收镍钴铜混合硫酸盐的方法。该方法为用浓硫酸浸出铁铝废渣浆液，用碳酸钙浆液除铁铝，得铁铝钙渣和含镍钴铜混合硫酸盐的除铝液；向除铝液加入质量浓度20～30％的碳酸钠溶液，生成镍钴铜混合碳酸盐；再将碳酸盐用硫酸溶解，再用碳酸钠溶液二次除铝。该方法采用使用了大量的酸、碱、碳酸钙等辅料，在处理过程中会引入钙离子，得到的镍钴铜硫酸盐溶液中有较高浓度的钙离子，对后续的萃取回收镍钴铜时增加成本，这个处理后的渣中引入了硫酸钙，不能做到铁铝渣减量化。
5、因此，有必要开发一种新的含镍钴铁铝渣资源化回收方法，以提高资源回收率，降低环境污染风险，减少处理成本，并实现废弃物的资源化和无害化处理。
技术实现思路
1、鉴于以上现有技术的不足之处，本专利技术提供了一种含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，以解决传统回收方法中存在的金属回收率低、操作成本高、环境污染严重以及资源浪费等技术问题。通过本专利技术的资源化回收方法，实现了从含镍钴铁铝废渣中高效且经济地回收镍、钴、铁和铝等有价值的金属，同时减少了对环境的影响，提高了资源的循环利用率，降低了整体处理成本，并促进了废弃物的资源化和无害化处理。本专利技术资源化回收方法可以从铁铝废渣中回收镍钴混合硫酸盐，通过将铁铝渣加硫酸打浆浸出，用萃取剂选择性萃取镍、钴与铁、铝离子分离，硫酸反萃得到硫酸镍钴溶液，并同步得到低镍钴的除铁铝渣，且镍、钴回收率高，整理回收过程安全、成本低。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，所述资源化回收方法包括以下步骤：
4、s1：将一定量的铁铝废渣加水搅拌制成浆液，向所述浆液中加入硫酸进行溶解，升温反应，控制浆液ph值为1.5～2.0，使所述铁铝废渣中的镍钴离子酸浸出，过滤得到硫酸浸出液和除镍钴铁铝渣；本专利技术利用氢氧化镍、氢氧化钴的酸溶解的ph值比氢氧化铁和氢氧化铝高的原理，在低酸性条件下，使废渣中的镍钴生成金属离子，铁铝尽量保持氢氧化物沉淀，过滤分离得镍钴酸浸液和铁铝渣。铁铝渣加清水漂洗进一步回收镍钴后的铁铝渣为一般固废。
5、s2：检测步骤s1硫酸浸出液中的铜含量，当铜含量小于等于0.1g/l时，直接进行步骤s4的操作；否则，当铜含量大于0.1g/l时，先向所述硫酸浸出液中加铁粉，将所述硫酸浸出液中的铜离子置换成海绵铜得以去除铜，过滤得到除铜液和海绵铜；
6、s3：向步骤s2得到的除铜液中加入氧化剂，使二价铁离子生成三价铁离子；
7、s4：将步骤s1得到的低铜含量硫酸浸出液或将步骤s3处理后的除铜液作为萃镍钴前液部分或全部输送至镍钴萃取线，依次加入由萃取剂和稀释剂复配的有机相以及皂化剂进行萃取操作，充分混合后静置分层，将镍钴金属离子从所述萃镍钴前液萃取到有机相中，得到水相萃余液和有机相萃取液。
8、本专利技术含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，首先，通过控制浆液ph值在1.5至2.0的范围内进行酸浸出，优化了镍钴离子的酸浸出过程，确保了有价金属的高浸出率，同时减少了铁铝废渣中有价金属的含量，有利保障后续各金属元素的资源化回收利用。其次，当硫酸浸出液中的铜含量超过0.1g/l时，通过加入铁粉置换铜离子成海绵铜的方式，不仅有效回收了铜，而且由于铜离子难反萃，通过铜离子的去除，有利提高了后续萃取过程中镍钴离子的纯度。此外，加入氧化剂将二价铁离子氧化成三价铁离子，以减少萃取镍钴操作时伴随二价铁离子的萃取。通过萃取操作，镍钴金属离子被高效地从萃镍钴前液中萃取到有机相中，得到的水相萃余液和有机相萃取液纯度高，进一步保障了后续金属元素的高回收率和高纯再利用。
9、作为优选的技术方案，步骤s4中，所述萃镍钴前液剩余部分与另一份量的铁铝废渣搅拌制成浆液，加入硫酸升温反应进行镍铬离子的酸浸出操作，过滤得到硫酸浸出液和除镍钴铁铝渣；将所述硫酸浸出液重复进行步骤s2、s3和s4的操作，得到新的水相萃余液和有机相萃取液。本专利技术在步骤s4中提出的优选技术方案，通过将萃镍钴前液的剩余部分用于与另一份量的铁铝废渣混合制成浆液，并加入硫酸进行升温反应，实现了镍铬离子的有效酸浸出，从而提高了硫酸浸出液中镍钴离子的浓度。这一方法不仅提升了镍钴的回收效率，还通过循环利用萃镍钴前液，减少了新鲜水和化学试剂的使用，降低了原材料成本。同时，由于硫酸浸出液中镍钴浓度的提高，后续萃取步骤的镍钴回收率也随之提高，减少了有价金属的损失，提高了资源的利用效率。...
【技术保护点】
1.一种含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，步骤S4中，所述萃镍钴前液剩余部分与另一份量的铁铝废渣搅拌制成浆液，加入硫酸升温反应进行镍铬离子的酸浸出操作，过滤得到硫酸浸出液和除镍钴铁铝渣；将所述硫酸浸出液重复进行步骤S2、S3和S4的操作，得到新的水相萃余液和有机相萃取液。
3.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法还包括步骤S5-1：将步骤S4得到的水相萃余液循环到步骤S1的浆液中；或先向水相萃余液中加沉淀剂控制pH值为3.0～3.5进行氢氧化铁沉淀，完成铁铝废渣中铁的回收操作，过滤后再继续向滤液中加沉淀剂控制pH值为4.0～4.5进行氢氧化铝沉淀，完成铁铝废渣中铝的回收操作。
4.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法还包括步骤S5-2：向步骤S4得到的有机相萃取液中加入硫酸进行至少一次反萃操作，得到富含镍钴硫酸盐的反萃液。
5.如权利要
6.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述氧化剂为双氧水、氯酸钠、次氯酸钠、氯酸钾中的至少一种。
7.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述有机相中萃取剂浓度为45～50％；所述萃取操作的萃取相比(O/A)为1～2：1。
8.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述萃取剂为一种脂类萃取剂，优选型号为HBL 110萃取剂。
9.如权利要求3所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
10.如权利要求1所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法中，铁铝废渣的镍、钴回收率均不低于99％，铜的回收率不低于95％。
...【技术特征摘要】
1.一种含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，步骤s4中，所述萃镍钴前液剩余部分与另一份量的铁铝废渣搅拌制成浆液，加入硫酸升温反应进行镍铬离子的酸浸出操作，过滤得到硫酸浸出液和除镍钴铁铝渣；将所述硫酸浸出液重复进行步骤s2、s3和s4的操作，得到新的水相萃余液和有机相萃取液。
3.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法还包括步骤s5-1：将步骤s4得到的水相萃余液循环到步骤s1的浆液中；或先向水相萃余液中加沉淀剂控制ph值为3.0～3.5进行氢氧化铁沉淀，完成铁铝废渣中铁的回收操作，过滤后再继续向滤液中加沉淀剂控制ph值为4.0～4.5进行氢氧化铝沉淀，完成铁铝废渣中铝的回收操作。
4.如权利要求1或2所述含镍钴铁铝废渣的资源化回收方法，其特征在于，所述资源化回收方法还包括步骤s5-2：向步骤s4得到的有机相萃取液中加入硫酸进行至少一次反萃操作...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗智军，
申请(专利权)人：浙江三灵资源循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。