废旧氢—镍电池中镍和稀土元素的回收处理

废旧氢—镍电池中镍和稀土元素的回收处理

论文摘要

废旧氢-镍电池中含有3342%的镍,10%左右的钴及10%的稀土元素,对废旧氢-镍电池的回收处理不仅有利于缓解镍供需缺口增加带来的经济压力,而且有利于环境保护,因此回收处理废旧氢-镍电池极具研究开发价值。本论文采用湿法冶金处理方法对废旧氢-镍电池中有价金属元素镍及稀土元素的回收提纯进行了详细的研究。采用X射线荧光分析技术,对所收集的废旧氢-镍电池进行了定性分析,确定所收集的电池为AB5型富铈储氢合金氢-镍电池。通过对电池电极活性物质酸浸原理分析,提出以镍元素浸出率作为衡量电池电极活性物质浸出标准,并通过正交实验对废旧氢-镍电池电极材料中的有价金属元素的浸出率(溶出率)条件进行了优化研究分析。经研究发现,氢-镍电池正负极材料分开处理酸浸效果不及正负极材料混合处理时好,混合电极在固液比为1:100时,与6mol/L的盐酸溶液在95℃的恒温振荡器中浸溶6小时,可使电极中95%以的上的镍元素浸出。本论文采用化学沉淀法对废旧氢-镍电池电极浸出液中有价金属元素进行了回收提纯。以草酸溶液作为沉淀剂,在室温下控制溶液pH值为0.5,采用磁力搅拌的方式正沉淀电极浸出液中的稀土元素,所得产品粒度小,结晶形态好,有效地实现了电极浸出液中稀土元素的分离提纯。采用次氯酸钠在控制溶液pH值为3.6的条件下氧化沉淀浸出液中钴元素,有效地实现了浸出液液中钴、镍元素的分离。采用饱和草酸溶液为沉淀剂,在控制溶液pH值为4的条件下,于室温下正沉淀浸出液中镍元素,得到α草酸镍水合物。与Pingwei Zhang的萃取分离技术相比,废旧氢-镍电池化学沉淀法所得产品形貌好,回收处理流程简单,试剂投加种类少,有利于废旧氢-镍电池回收处理工业化研究。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 氢-镍电池的发展现状
  • 1.1.1 电池的发展历史
  • 1.1.2 氢-镍电池的发展
  • 1.2 氢-镍电池的结构
  • 1.3 氢-镍电池失效原因
  • 1.4 废旧氢-镍电池回收处理的意义
  • 1.5 废旧氢-镍电池回收处理现状
  • 1.5.1 国内外废旧电池回收现状
  • 1.5.2 废旧氢-镍电池回收处理技术
  • 1.6 选题意义和研究内容及方法
  • 1.6.1 选题意义
  • 1.6.2 本论文研究内容及方法
  • 第2章 实验设备及分析方法
  • 2.1 实验药品及仪器
  • 2.1.1 实验药品
  • 2.1.2 实验仪器
  • 2.2 分析方法
  • 第3章 废旧氢-镍电池的物质组成分析
  • 3.1 废旧氢-镍电池的破碎
  • 3.2 废旧氢-镍电池的物质组成分析
  • 3.2.1 废旧氢-镍电池电极成分分析
  • 3.2.2 废旧氢-镍电池物质组成结构分析
  • 第4章 废旧氢-镍电池的酸浸溶解
  • 4.1 酸浸原理
  • 4.2 氢-镍电池中镍元素酸浸条件优选
  • 4.3 正交实验结果与讨论
  • 4.3.1 影响因素对镍浸出率的影响程度对比分析
  • 4.3.2 影响因素趋势分析
  • 4.3.3 电极中镍元素的酸浸条件优选
  • 4.4 本章小结
  • 第5章 稀土元素的分离提纯
  • 5.1 引言
  • 5.2 稀土元素沉淀回收
  • 5.2.1 沉淀剂的选择
  • 5.2.2 沉淀条件的选择
  • 5.2.3 浸出液中稀土元素分离提纯
  • 5.3 本章小结
  • 第6章 镍元素的回收提纯
  • 6.1 引言
  • 6.2 钴和镍元素的碱沉分离
  • 6.2.1 钴元素的碱沉分离
  • 6.2.2 钴元素的氧化沉淀
  • 6.3 镍元素的回收提纯
  • 6.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果
  • 致谢
  • 详细摘要
  • 相关论文文献

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