从镍氢二次电池正负极废料中回收镍钴稀土技术研究

论文摘要

当前,镍、钴、稀土金属广泛的用于社会生产的各个方面,由于资源比较缺乏,价格相对较高。随着镍氢电池的大量使用和废弃,其电极材料中含有的大量镍、钴、稀土等有价金属综合回收利用,无论是从经济效益还是从资源循环上讲,都具有着深刻的意义。本文在现有废镍氢电池回收再生处理技术的研究进展的基础上,根据原料成份复杂的特点,采用了传统的化学处理和溶剂萃取法来回收镍氢二次电池正负极残料中的有价金属镍钴等元素,通过实验找出了各工序的最佳工艺条件,实现了节约成本,提高经济效益的目的。通过最佳工艺条件浸出,正极中Co的浸出率达到99.1%,Ni的浸出率达到99.3%;负极中Ni的浸出率达到99.3%,Co的浸出率达到99.0%,稀土元素La、Ce、Nd的浸出率均在96%以上。通过硫酸复盐法沉淀稀土可使浸出液中各稀土的回收率均在88%以上,得到的复盐沉淀的纯度也能达到99%以上。采用黄钠铁矾法除铁工艺,铁渣中镍钴含量低,铁的除去率达99%,通过P204萃取深度除质可使杂质Zn、Mn、Al、Ca等的除去率基本达到了99%以上,而难萃组分中Co、Ni金属损失率也不到1%。最后工序为协同萃取分离镍钴,用4% P507+1% Cyanex272+煤油协同萃取剂在实验的最佳条件下通过2级萃取和1级洗涤可使Co的萃取率达99.94%以上,而Ni只有0.1%左右被萃取,达到了很好的分离效果,并且与单纯的P507和Cyanex272进行萃取比较,实现了成本节约。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究背景
• 1.1 MH/ Ni 电池及其应用
• 1.2 MH/ Ni 电池的成分结构
• 1.2.1 MH/ Ni 电池的成分
• 1.2.2 MH/ Ni 电池的结构
• 1.3 MH/ Ni 电池现有的回收
• 1.3.1 回收的主要目的
• 1.3.2 湿法回收方法概述
• 1.3.3 正极常用的回收方法
• 1.3.4 负极常用的回收方法
• 1.4 本文主要研究开发内容、方法和技术路线
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 研究方法和技术路线
• 1.5 本文的创新点
• 第二章 正极的硫酸浸出
• 2.1 实验原料、试剂
• 2.2 实验仪器、分析设备
• 2.3 实验结果与分析
• 2.3.1 初始硫酸浓度确定
• 2.3.2 浸出温度影响
• 2.3.3 氧化剂的影响
• 2.3.4 液固比影响
• 2.4 正极浸出小结
• 第三章 负极浸出
• 3.1 高温热浸镍钴
• 3.1.1 实验原料、试剂
• 3.1.2 实验仪器、分析设备
• 3.1.3 实验结果与分析
• 3.1.4 负极热浸镍钴小结
• 3.2 低温浸出稀土
• 3.2.1 理论依据
• 3.2.2 实验原料、试剂
• 3.2.3 实验仪器、分析设备
• 3.2.4 实验过程
• 3.2.5 数据分析与讨论
• 3.2.6 负极冷浸稀土小结
• 第四章 硫酸复盐法沉淀负极中稀土
• 4.1 稀土元素的化学性质
• 4.2 稀土回收方法选择
• 4.3 硫酸复盐法沉淀稀土
• 4.3.1 理论依据
• 4.3.2 实验方案
• 4.3.3 正交实验方案设计
• 4.3.4 实验原料、试剂
• 4.3.5 实验仪器、分析设备
• 4.3.6 实验结果分析
• 4.3.7 主要因素整合实验
• 4.4 本章小结
• 第五章 浸出液除杂
• 5.1 除铁
• 5.1.1 除铁的方法
• 5.1.2 黄钠铁矾法除铁的基本原理
• 5.1.3 实验
• 5.1.4 结果与讨论
• 5.1.5 结论
• 5.2 P204 萃取深度净化杂质
• 5.2.1 实验试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.2.3 结果与讨论
• 5.2.4 萃取实验条件小结
• 5.2.5 萃取除杂实验
• 第六章 协同萃取分离镍钴
• 6.1 镍钴的分离现状
• 6.2 P507 和 Cyanex272 萃取分离镍钴比较
• 6.2.1 分离机理
• 6.2.2 萃取实验
• 6.2.3 对比分析
• 6.3 协同串级萃取实验
• 6.3.1 实验试剂与仪器
• 6.3.2 确定实验条件方案
• 6.3.3 实验条件确定
• 6.3.4 实验条件小结
• 6.3.5 实验计算
• 6.3.6 实验工艺参数
• 6.3.7 结果与分析
• 6.3.8 效益对比分析
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果