[发明专利]一种短流程双耦合进行连续研磨浸取的方法

说明书

本发明公开了一种短流程双耦合进行连续研磨浸取的方法，该方法旨在解决现今单独处理废旧锂电池的正极材料会在一定程度上污染环境，并且处理成本高，而单独处理铝镍钴废磁钢又效率低，而且耗时较长，并且具有一定的危险性，同时也容易导致环境污染的技术问题。该方法通过多级磨浸耦合浸出的方式，结合特定比例的耦合配料以及相应的固液分离，从而实现废旧锂电池正极与铝镍钴废磁钢中钴铜镍锂锰等有价元素的高效综合回收，并且利用研磨与浸出的耦合，使其具有工艺流程短、回收率高、处理成本低等特点，具有经济和环保双重效益。

技术领域

本发明属于含镍钴等有价金属废料的回收领域，具体属于一种短流程双耦合进行连续研磨浸取的方法。

背景技术

目前，随着锂离子电池的广泛应用，废旧锂电池的数量也越来越多，预期2020年前后，我国仅纯电动乘用车和混合动力乘用车动力电池的累计报废量就将达到12～17万吨。其中，废旧锂电池的三元正极材料含有较高价值的镍、钴、锂、锰等元素，因此非常有必要进行回收利用，但这些元素在硫酸溶液中却很难被浸出，所以通常会加入亚硫酸钠、二氧化硫、双氧水等还原剂，使这些高价态的元素还原为低价态进入溶液，从而达到浸出的目的。广东环境保护工程职业学院的施丽华老师发表了文章《从废旧三元锂离子电池中回收有价金属的新工艺研究》，其公开了一种采用H₂SO₄-Na₂SO₃从废电池粉料中浸出有价金属的方法；而中国有色金属学报上也刊登了陈亮等老师发表的文章《从废旧三元锂离子电池中分离回收钴镍锰》，其公开了一种将分离的废电池活性物质用H₂SO₄-H₂O₂进行浸出，再回收钴、镍、锰等金属元素的方法。这两种方法虽然都分别具有一定的优点，但前一种方法需要加入Na₂SO₃，因此会产生SO₂，而SO₂又会污染环境，而后一种方法则需要加入双氧水，双氧水又会对设备产生较强的腐蚀，并且这种方式处理成本高。

铝镍钴磁钢是一种历史悠久、性能优异的永磁材料，铝镍钴磁钢主要用于仪表、航空仪器、流量计等，而中国是世界上主要的磁性材料生产国，铝镍钴磁钢年销售量在5000～6000吨之间。铝镍钴废磁钢是指使用一定时限后的报废料或者在生产加工磁钢过程中产生的边角料等，其主要含有金属态的Co、Ni、Fe、Cu等元素，有很高的回收利用价值。中国有色金属学报上刊登了蔡传算等发表的文章《含钴高温合金废料的综合利用》，其公开了一种用硫酸在鼓风条件下，将废合金中的Co、Cu、Ni转入溶液的方法；而金属再生上也刊登了姚洪等发表的文章《处理废可伐合金新工艺的研究》，其公开了一种采用硝酸作为浸出剂处理废铁镍钴系可伐合金的方法。这两种方法虽然都分别具有一定的优点，但前一种方法通过鼓风使Fe²⁺氧化为Fe³⁺，在实际操作中效率并不高，而且耗用时间长，并且金属与酸反应又会生成氢气，具有爆炸的风险；而后一种方法中浓硝酸在浸出过程中有产生NO_x(即黄烟)，并且该气体极易逸出，从而容易导致污染环境。

铝镍钴废磁钢通常是有磁性的，其表面磁场约0.1～0.5T，因此对铝镍钴废磁钢回收处理前需要进行退磁处理，这样可以避免废磁钢颗粒或粉末因磁性聚集在一起，从而提高浸出速度。针对永磁体的退磁方法，常用的有高温退磁和反向磁场退磁，如果采用高温退磁，将其加热到超过铝镍钴的居里点(约为860℃)时即可完全退磁，因此这种方法能耗较高；而如果采用反向磁场退磁，退磁成本较低，但这种方法退磁不完全，处理后仍会带有一定的弱磁，破碎后的颗粒或粉末仍然会聚集在一起，对提高浸出速度的效果有限。

发明内容

(1)要解决的技术问题