[发明专利]从电容型镍氢电池负极材料中回收稀土的系统

说明书

本发明属于稀土回收技术领域，具体涉及一种从电容型镍氢电池负极材料中回收稀土的系统。该系统是包括负极材料溶出装置、回收稀土装置；负极材料溶出装置包括相连的氧化溶出反应器、料浆过滤器；氧化溶出反应器设有负极材料入口、次氯酸溶液入口、硫酸溶液入口、料浆出口；料浆过滤器设有料浆入口、浸出液出口、滤饼出口。回收稀土装置包括稀土溶出反应器、稀土过滤器；稀土溶出反应器设有浸出液入口、氢氧化钠入口、pH值控制器、稀土反应液出口；稀土过滤器设有稀土反应液入口、滤液出口、稀土硫酸复盐出口。本发明稀土回收率高、操作方便、能耗少、成本低、无污染。

技术领域

本发明属于稀土回收技术领域，具体涉及一种从电容型镍氢电池负极材料中回收稀土的系统。

背景技术

目前对传统的镍氢电池中的有价金属回收处理方法主要采用湿法处理。湿法处理主要是采用浸出和有机溶剂萃取进行处理，即先将金属元素溶解，转移到溶液中，再用有机溶剂萃取分离镍钴，再通过反萃回收相应金属相。传统湿法工艺已经比较成熟且效率较高，但存在流程长、操作复杂、萃取后残液易造成二次污染等重大缺陷。

非对称电容型镍氢电池为水系动力电池，方型钢壳，在电池中含有微量的铜、铁，其含量≤0.02wt.％，镍含量50wt.％左右，另外还含有较多的钴和稀土。金属元素的种类、含量、分布和赋存状态均与传统的镍氢电池不同，采用传统的湿法处理技术，除了要克服传统工艺的重大缺陷外，大量的稀土、镍等物质还具有磁性，难以磁力分选；而机械粉碎，又容易使集流体即泡沫镍变成碎渣，增加回收难度。另外，非对称电容型镍氢电池中镍、钴含量的质量比大约为8:1，选择电化学还原存在较大的交叉污染，不仅降低经济利用价值，且稀土均未充分回收。

中国专利CN103233123A公开一种废旧稀土电容电池的综合回收方法，该方法是将废旧稀土电容电池切割，分离出电芯与零部件；将电芯加NaOH超声浸泡，然后分离出隔膜和泡沫镍，得到浸泡液；过滤，滤渣用硫酸和H₂O₂溶解；过滤，滤液加Na₂SO₄反应；将反应液过滤，滤渣为稀土硫酸复合盐，滤液经P₂O₄除杂、P₅O₇萃取分离、反萃取获得电池级硫酸镍、硫酸钴。本发明在氧化性条件下硫酸将主金属元素转移到溶液中，通过调节pH值产生的硫酸钠将所有稀土全部以硫酸稀土复盐回收，稀土含量高，直接被稀土冶炼企业利用，重新用于电池材料中。该专利稀土金属与镍钴等金属没有直接分离，在生成稀土硫酸复合盐的时候容易包覆镍钴等金属，造成分离不彻底。且工艺流程长，所使用的装置复杂，萃取和反萃过程会产生大量工业废水。

中国专利CN106222456A公开一种从废旧镍氢电池中回收稀土并转型的方法，该方法包括破碎处理、酸浸处理、一次固液分离、一次沉淀处理、二次固液分离、硫酸稀土复盐转型处理、稀土沉淀提取七个步骤。该方法先采用硫酸浸出，再采用双氧水加热氧化，分离得到含稀土和钴、铁、锰等杂质的硫酸镍溶液，并没有将稀土金属与钴、镍、铁、锰等金属直接分离，直到进行二次固液分离才能将稀土金属与钴、镍、铁、锰等金属分离。同时该方法流程长，所使用的装置复杂。

中国专利CN103682509A公开一种从废旧镍氢电池中回收混合稀土的方法，包括如下步骤：将废旧镍氢电池经过机械剥离，分离出负极材料、正极材料，负极材料经过超声波处理，把基体和负极粉分离；再将负极粉投入含有盐酸和硝酸的浸出液中，升高温度至40-60℃，浸泡2-3小时；然后过滤，调节滤液的pH值为3-6，加入水溶性碳酸盐，沉淀其中的稀土元素；最后分离、洗涤、干燥所得沉淀，并将其在惰性气体保护下煅烧得到混合稀土。本发明可有效地回收稀土元素，回收过程中消耗能源少，回收工艺路线短，回收效益好，极大地降低镍氢电池中含稀土废渣对环境的污染。但该专利采用超声波装置，而且其浸出温度在40-60℃，在浸出稀土的同时，也将镍钴浸出。