[发明专利]一种利用海底多金属结核制备掺钇三元正极材料及其前驱体的方法

权利要求书

1.一种利用海底多金属结核制备掺钇三元正极材料前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(a)：浸出：

将海底多金属结核破碎，磨细，浸出，得含有Fe²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Y³⁺的浸出液；

步骤(b)：除铁：

对浸出液进行除铁处理，获得含有Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Y³⁺的除铁后液；

步骤(c):回收铜：

对除铁后液进行除铜处理，得富集有Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Y³⁺的除铜后液；

步骤(d):回收稀土离子Y³⁺：

对除铜后液进行萃取，将Y³⁺萃取富集至有机相中，获得富集有Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺的除杂液；

步骤(e):提取锰：

步骤(d)获得的除杂液进行浓缩、结晶，得到锰晶体和结晶母液；

步骤(f):联合萃取镍钴锰：

采用联合萃取剂对步骤(e)获得的结晶母液进行萃取，将Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺富集至萃取有机相中，获得Co²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺的前驱体溶液；

联合萃取剂包括第一萃取剂和第二萃取剂；

第一萃取剂为P204；第一萃取剂的皂化度为60％-100％；

第二萃取剂为HBL110；第二萃取剂的皂化度为60～70％；

第一萃取剂、第二萃取剂的质量比为4～7：40～50

步骤(g):前驱体的制备：

前驱体溶液中添加Y³⁺；共沉淀获得掺钇三元正极材料前驱体。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，浸出过程为硫酸还原浸出。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，将磨细后的矿物置于硫酸和还原剂的体系下进行浸出。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述的还原剂为SO₂，淀粉，硫铁矿中的至少一种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中，除铁的步骤为：先调控浸出液的pH为1.5～2.5；随后加入双氧水，并调控体系pH为3.0-4.0，将体系中的铁沉淀，获得除铁后液。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，采用萃取法分离除铁后液中的Cu²⁺。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(c)中，萃取采用的萃取剂为lix984和M5640中的至少一种。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(d)，采用萃取法将除铜后液中的稀土离子Y³⁺富集至有机相中。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(d)，萃取采用的萃取剂为不皂化的P204。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(d)，将富集有Y³⁺的有机相预先经0.5-2.0mol/L的酸液下进行第一次反萃，随后再在4-6mol/L的酸液下进行第二次反萃，得到富集有Y³⁺的反萃液。