废旧镍氢电池中镍钴回收工艺的研究

论文摘要

废旧镍氢电池的正负极板中含有大量的有价金属镍钴和贵重的稀土金属元素,资源化的价值极高。但由于各元素含量差异小,杂质元素多,分离回收较困难,因此如何有效综合回收利用其中的有价金属成为目前需要迫切解决的课题之一。本研究借鉴传统湿法回收工艺的方法,针对正负极材料中杂质元素不一的情况,采取正负极分离回收的方法。联用酸浸、无机沉淀和有机溶剂萃取的方法处理正负极材料,提出了一种废旧镍氢电池整体回收的新工艺。对于正极材料,研究了其最佳的硫酸浸出工艺,并在此基础上利用P204作为萃取剂萃取净化浸出液,得出了最佳的萃取除杂工艺：P204浓度为10%,萃取剂皂化率为65%,水相平衡pH值为3.5,萃取平衡时间为10min,相比为1：1,萃取级数为3级。在这种条件下,镍钴的综合回收率为95%以上。对于负极材料,研究了使用硫酸溶解的最佳浸出工艺,给出了沉淀法除稀土元素和铁铝的前处理条件,然后使用P204进一步萃取除杂,实验得出最佳的萃取除杂工艺：P204浓度为10%,皂化率65%,水相平衡pH值3.5,萃取平衡时间10min,相比1：1,萃取级数为3级。在这种条件下,镍钴的综合回收率为90%以上。采用此工艺,实现了对废旧镍氢电极材料中的多种金属元素的分离和回收。该工艺流程简单、回收率高,是一种可行的回收工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 镍氢电池概述
• 1.1.1 镍氢电池的发展概况
• 1.1.2 镍氢电池的工作原理
• 1.1.3 镍氢电池的结构
• 1.1.4 镍氢电池电极的失效机理
• 1.2 废旧镍氢电池的回收状况
• 1.3 废旧镍氢电池的回收技术
• 1.3.1 火法回收
• 1.3.2 湿法回收
• 1.3.3 废旧镍氢电池直接再生技术
• 1.4 本课题的研究意义和内容
• 1.4.1 本课题的研究意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第2章 废旧镍氢电池正极材料中镍钴的回收
• 2.1 实验材料及仪器
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 废旧镍氢电池正极材料浸出工艺的研究
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 实验结果与讨论
• 2.2.3 实验结论
• 2.3 P204逆流萃取除杂纯化硫酸镍工艺的研究
• 2.3.1 实验理论依据
• 2.3.2 实验部分
• 2.3.3 实验结果与讨论
• 2.3.4 实验结论
• 2.4 本章小结
• 第3章 废旧镍氢电池负极材料中镍钴的回收
• 3.1 实验材料和仪器
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 废旧镍氢电池负极材料浸出工艺的研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 实验结果与讨论
• 3.2.3 实验结论
• 3.3 硫酸复盐沉淀法回收稀土元素工艺的研究
• 3.3.1 碱金属硫酸复盐沉淀法分离原理
• 3.3.2 实验部分
• 3.3.3 实验结果与讨论
• 3.3.4 实验结论
• 3.4 沉淀法除铁铝工艺的研究
• 3.4.1 实验原理
• 3.4.2 实验部分
• 3.4.3 实验结果与讨论
• 3.4.4 实验结论
• 3.5 P204逆流萃取进一步除杂纯化硫酸镍工艺的研究
• 3.5.1 实验部分
• 3.5.2 实验结果与讨论
• 3.5.3 实验结论
• 3.6 本章小结
• 第4章 结论
• 参考文献
• 致谢