[发明专利]一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法

权利要求书

1.一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)酸化：将硫化铜渣和自来水制成浆液加入反应釜中，控制液固质量比为2～5:1，向反应釜中加入无机酸，调节浆料的pH为0～5；

(2)氧化浸出：开启加热，向浆液中加入过量氧化剂，保持体系温度为50～100℃搅拌反应1～5h，过滤得到浸出液和浸出渣；氧化剂为氯酸钠和双氧水的混合物；

(3)置换沉铜：往步骤(2)中的浸出液中加入还原铁粉，控制反应温度为20～100℃，反应0.5～1h后过滤，得到沉铜后液和海绵铜渣；

(4)除铁：往步骤(3)得到的沉铜后液中加入氧化剂，并用中和剂将溶液的pH调至3～5，搅拌0.5h后过滤，得除铁后液和铁渣；

(5)除钙镁：向步骤(4)得到的除铁后液中加入可溶性氟化盐，控制体系温度50～100℃搅拌反应0.5～2h后过滤，得到除钙镁后液及除钙镁渣；

(6)萃取：用有机萃取剂萃取除钙镁后液中的金属钴镍锰，再经反萃得到含钴镍锰的反萃液；

(7)合成前驱体：向步骤(6)反萃液中配加钴镍锰可溶性盐，加入氢氧化钠和氨水，控制体系pH至9～12，保持反应温度为60～70℃搅拌1～5h得到球形氢氧化镍钴锰；

(8)烘干：步骤(7)中所述球形氢氧化镍钴锰经100～500℃高温烘干2～5h得到三元前驱体。

2.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述硫化铜渣有价金属成份及其质量百分比为：Cu：1～6％，Ca：0.01～5％，Cd：0.01～1.0％，Mg：0.01～0.05％，Fe：0.01～1.0％，Co：1～15％，Ni：1～15％，Mn：1～15％。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述无机酸为HCl、H₂SO₄和HNO₃中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的氧化剂为氯酸钠、氯酸钾、双氧水中的一种或几种。

5.根据权利要求4所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的所述氧化剂按镍钴锰铜全部浸出的化学反应方程式计算的理论量的1.1～1.5倍加入，加入速度控制在10～60min内加完。

6.根据权利要求5所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的中和剂为碳酸钠、氢氧化钠中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述还原铁粉按置换铜镉理论质量的1.0～2.0倍加入，和/或所述沉铜后液中铜含量、镉含量均小于1ppm。

8.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(5)中的可溶性氟化盐为氟化钠或氟化铵，氟化盐按溶液中钙镁全部浸出理论质量的1.1～3倍加入。

9.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(6)中的除钙镁后液pH值为3.0～6.0，所述有机萃取剂为P507、磺化煤油的有机混合物，其体积比为1：1～5，皂化度为60％～75％。

10.根据权利要求1所述的一种利用硫化铜渣回收制备三元前驱体材料的方法，其特征在于：所述步骤(7)中按镍钴锰摩尔比为8:1:1或者5:2:3，配入所需的钴镍锰硫酸盐制备三元前驱体材料，所述三元前驱体材料为Ni_0.8Co_0.1Mn_0.1(OH)₂型或者Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂型。