[发明专利]从废旧镍氢电池中回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从废旧镍氢电池中回收有价金属的方法，步骤是：(1)、对废旧镍氢电池的物理结构和化学成分进行分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；(2)、将废旧镍氢电池经拆解、破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离，采用真空蒸馏工艺，将废旧镍氢电池中的高蒸气压低熔点金属，进行回收；(3)、废旧镍氢电池经真空蒸馏处理后，其残余物采用磁选工艺；本发明通过加压湿法冶金的方法，辅助机械物理法、磁选法等方法研究废旧镍氢电池中有价金属回收处理的工艺，利用加压湿法冶金工艺技术适于处理复杂和难选冶有色金属资源的特点，实现资源的综合利用。

技术领域

本发明涉及的是金属回收技术领域，具体的说是一种从废旧镍氢电池中回收有价金属的方法。

背景技术

废旧镍氢电池的回收具有极大的资源回收意义，也具有重要的环境保护意义，资源化回收体现了循环经济和可持续发展的理念。从材料角度看，这些负极材料只是暂时失去了使用价值，其基本特征并未发生变化。废旧镍氢电池含有镍、钴、稀土等稀有金属，是丰富的“二次资源”。随着环境污染与石油危机的日趋严重，高比能量型电池越来越受青睐，随着电动汽车的不断研发，镍氢电池作为本世纪能源领域重大产业之一以体积比能量高、电池成本低、功率特性高的优势已经在电动汽车领域找到了新的市场。因此大型废旧镍氢电池材料的回收对环境保护以及材料回收都具有重要意义。并且研究开发废旧镍氢电池材料的再生利用技术，对于金属资源的有效利用具有重要经济价值。

每吨废镍氢电池可回收得到37.5kg纯度为80％的稀土金属，非常接近于氟碳铈矿的组成^[1]。对废旧镍氢电池处理技术在很大程度上是继承或借鉴了镉-镍电池的处理方法，镍氢电池的负极材料比镉-镍电池的负极成分复杂，如含有Ni、Co、RE、Mn、Fe等。目前废旧镍氢电池再生处理技术总的来说分为火法和湿法两种，火法回收一般需采用能产生较高温度的电炉进行冶炼，镍氢电池废料高温下热解的产品主要是镍铁合金，只可作为生产某些合金的原料，其经济价值较低。此外，由于不能有效回收炉渣中的高价稀土，资源浪费极为严重，火法耗能高、污染大；湿法处理技术主要是联用酸浸和有机溶剂萃取进行处理。酸浸使电极材料中的金属元素溶解而转移到溶液中，控制适当的条件可使目标金属离子的浸出率接近100％，然后萃取回收相应金属相。湿法技术的优点是不需要很高的温度，能耗低，处理效率和回收产品纯度均较高，同时也避免产生有害气体。传统湿法冶金工艺比较成熟且效率较高，但存在流程长、操作复杂、萃取后的残液极易造成二次污染等重大缺陷。另外，为了提高镍氢电池的容量，各镍氢电池生厂家纷纷改进其电极材料配方，不同厂家所生产的镍氢电池在组成上也各不相同，这给废旧镍氢电池的回收处理带来了一定难度。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供了一种从废旧镍氢电池中回收有价金属的方法，通过加压湿法冶金的方法，辅助机械物理法、磁选法等方法研究废旧镍氢电池中有价金属回收处理的工艺，利用加压湿法冶金工艺技术适于处理复杂和难选冶有色金属资源的特点，实现资源的综合利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种从废旧镍氢电池中回收有价金属的方法，具体步骤是：

1、对废旧镍氢电池的物理结构和化学成分进行分析，明确电池组成以及每种金属元素在电池各个部分的含量及其存在形式；

2、将废旧镍氢电池经拆解、破碎后筛分，实现集流体与活性物质的分离，采用真空蒸馏工艺，将废旧镍氢电池中的高蒸气压低熔点金属，进行回收；

3、废旧镍氢电池经真空蒸馏处理后，其残余物采用磁选工艺，分选出铁、镍、钴等铁磁性物质，对废旧镍氢电池中的有价值金属进行进一步回收，并对废旧镍氢电池中铁、镍、钴的磁选分离机理与规律进行研究；

4、采用加压酸浸废旧氢镍电池电极材料，研究活性物质浸出过程动力学，以镍浸出率、钴浸出率为双指标，利用正交实验对电极材料的浸出条件(硫酸的浓度、溶液温度、浸出时间及固液比)进行优化研究；