[发明专利]废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，涉及一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理 方法。

背景技术

近年来，随着锂离子电池、镍氢电池用量急速增加，报废的锂离子电池、镍氢电池 数量逐年大幅递增。这些废旧电池中含有大量的有价金属，如镍、钴、铜、铝、铁、锂 等，因此回收废旧电池不仅能产生巨大的经济效益，而且可减少电池中有害物质，如六 氟磷酸锂等对环境的污染，缓解我国战略资源金属钴短缺，长期依耐进口的紧张局面， 并促进我国电池行业可持续发展，实现电池行业的工业生态循环。

目前，废旧锂离子电池、镍氢电池的回收通常采用湿法冶金工艺。废电池经剥皮、 去壳、破碎、分选等预处理后，分离出的电极材料经碱溶-酸浸-P204萃取除杂-P507 萃取分离镍钴-结晶处理工艺回收得到氯化钴和硫酸镍。处理过程中，酸浸、萃取工段 会产生大量的含镍、钴、锰、铜的废水，若不经处理，直接排放，不仅造成有价金属的 流失，还将引入二次污染，破坏生态环境，直接或间接地危害人体健康。因此必须对废 旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水进行资源化、无害化处理。

由于废旧电池回收行业是新兴行业，目前尚未设计出合理简单、成本低廉、处理效 率高的符合该行业废水特点的水处理工艺，各中小型废旧电池回收企业对回收过程中产 生的镍钴锰废水多采用调PH-沉淀预处理，后经PP棉或大孔滤网简单初滤后便直接排 放，初滤后水中通常还会残留少量镍钴锰等金属离子，即引入了二次污染，又造成有价 金属的流失。大型企业通常采用超滤-反渗透工艺对初滤水做进一步处理，所得水质可 达生活用水标准。超滤和反渗透虽然处理效果好，但是处理速度较慢(每支渗透膜每小时 处理废水量不超过0.45m³)、膜造价高，膜孔易堵塞而致失效，寿命较短，且无法再生， 只能更换，一般只有大型企业才具备此等经济实力，中小型企业难以承受，只能经预处 理后直接排放或仅进行初滤后排放，这样即给环境引入二次污染，又导致废水质量不符 合工业生产用水标准难以重新返回利用，极大地造成了水资源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的 处理方法。该法成本低廉、金属回收率高，出水水质达国家污水综合排放标准中的一 级标准，亦符合工业生产用水要求，提高了废水回用率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种废旧电池处理过程中产生的镍钴锰废水的处理方法，其特征在于，包括以下步 骤：

1)第一次混凝-沉降处理：向镍钴锰废水加碱液调PH至8.5～9.8，然后往废水中加入 混凝剂使废水中的镍、钴以镍、钴不溶物的形式沉淀析出，所得1号上清液进入处 理步骤2)；

2)第二次混凝-沉降处理：向1号上清液中加入碱液，经充分反应后添加混凝剂使得 废水中的锰、铜以锰、铜不溶物形式沉淀析出，得2号上清液；

3)砂滤-炭滤处理：将所得的2号上清液用硫酸溶液回调PH值到8.1～8.5；然后依 次经砂滤单元和炭滤单元进行砂滤-炭滤处理，去除废水中的悬浮物、油类物质及 残留的金属离子；所得滤液进入步骤4)；

4)深度净化处理：对所述的滤液采用离子交换进行深度净化处理，去除废水中残留的 金属离子，使出水水质达到行业排放标准。

所述的废旧电池为锂离子电池、镍氢电池。

步骤1)中所述的碱液为氢氧化钠饱和溶液，所述的镍、钴不溶物为镍、钴的氢氧 化物。

步骤2)中所述的碱液为碳酸钠饱和溶液，加入的碳酸钠的摩尔质量为废水中锰、 铜总摩尔质量的1.0～1.2倍；所述的锰、铜不溶物为锰、铜碳酸物。

步骤1)、2)中所述的混凝剂中，以聚合氯化铝为絮凝剂，用量为0.5～1g/L，聚 丙烯酰胺为助凝剂，用量为0.5g～1g/L，操作在室温下进行。

步骤3)中所述硫酸溶液的浓度为4～6mol/L。

步骤3)中砂滤单元，石英砂填料高度为1400～2000mm，运行流速为6～8m/h。

步骤3)中所述的炭滤单元，炭滤塔底部装填200～300mm高的颗粒大小为1～ 10mm的石英砂作为支持层，石英砂层上装填1000～1500mm高的颗粒状的活性炭作 为过滤层，流速为8～15m/h。