[发明专利]除去废旧镍氢电池中铁的方法

说明书

本发明属于废旧材料再处理技术领域，具体涉及一种除去废旧镍氢电池中铁的方法。将废旧镍氢电池分离出磺化隔膜和非磺化隔膜材料；将非磺化隔膜材料溶解，分离出稀土化合物沉淀后得到镍钴溶液；将磺化隔膜细碎后经喷雾装置喷入燃烧炉，进行富氧空气气氛下的燃烧；燃烧产生的混合气体经加压后与镍钴溶液在高压釜内混合反应；反应完毕后进行中上层清液转移，得到深度净化的镍钴溶液，直接进入后续的三元前驱体合成工序。本发明工艺简单，能够将磺化隔膜中的硫以二氧化硫与空气混合物的形式进入镍钴溶液池，进行除铁，去除率大于99.5％，实现硫再利用；SO₂氧化后产物为SO₄^2‑，不引入其它杂质离子，除铁的成本低，具有重大工业价值。

技术领域

本发明属于废旧材料再处理技术领域，具体涉及一种除去废旧镍氢电池中铁的方法。

背景技术

废旧镍氢电池由金属材料和非金属材料组成，非金属材料主要为磺化隔膜，含有一定量的S，处理不当，会造成硫化物污染；金属材料主要为稀土、镍和钴材料，以及占比很低的铁杂质，金属材料溶解后，Fe随有价金属一同进入镍钴溶液中，当用电积或者沉淀的工艺从浸出液中回收这些有价金属产品时，都必须要进行相应的净化处理。

溶液中有价金属Ni、Co及杂质元素Fe均为变价金属离子，均可以通过氧化中和的方法进行沉淀，欲使Fe从镍钴溶液中分离出来的关键在于选择合适电位的氧化剂，可以将Fe氧化又不会氧化Ni、Co而造成Ni、Co损失。目前，国内外除铁方法主要有黄钠铁矾除铁法、针铁矿法除铁、Fe(OH)₃水解法等。黄钠铁矾法除铁最佳pH值为3～4，除铁效果达到99％以上。针铁矿除铁法在湿法冶金工艺中应用最广，在除铁过程中，渣中的铁多以Fe(OH)₃的形式呈胶体状存在，过滤性较差，从而产生去除杂质不理想或者钴的损耗高等一些技术难题；且上述2种方法均需要在高温的条件下才能完成，耗费大量的蒸汽；Fe(OH)₃水解法除铁也能达到很好的除铁效果，但是渣中夹带的金属含量较高(Ni+Co在20％～30％之间)，铁渣送洗后，金属的回收率只有50％～60％，且易于水解，不易过滤和洗涤，在工业生产时比较难以控制。

进一步的研究发现：SO₂分子具有独对电子，在水溶液中与O₂结合生成具有强氧化性的活性基团SO^3-/HSO^3-，该活性基团具有较高电位，可以氧化Fe²⁺，而在控制合适pH条件下又不会使Ni²⁺、Co²⁺氧化，氧化后的Fe再通过调pH水解沉淀而从Ni、Co溶液中分离出来。该方法若能实现，与其它几种除铁方法相比，将会具有如下优点：1)除铁温度低，可在室温下进行，故能耗也相对较低；2)无需添加强氧化剂，从而避免了因局部电势过高而造成有价金属钴的损失；3)SO₂氧化后产物为SO₄^2-，不引入其它杂质离子。

基本原理为：SO₂/O₂(空气)混合气在溶液中形成了一种具有强氧化性的活性基团(SO₅)^-，该基团在温度30～60℃，pH＝3～6条件下能快速氧化Fe²⁺。

2SO_2(g)+O_2(g)+2Na₂CO₃→2Na₂SO₄+2CO₂↑ (1)

2FeSO_4(aq)+O_2(g)+SO_2(g)+3Na₂CO₃+3H₂O→3Na₂SO₄+2Fe(OH)_3(↓)+3CO₂↑(2)