[发明专利]采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法

说明书

本发明属于湿法冶金领域，公开了一种采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法，包括如下步骤：(1)皂化：将萃取溶剂与皂化剂混合，得到皂化后的萃取溶剂；(2)萃取：将三元电池材料浸出液与皂化后的萃取溶剂混合得到负载有机相和萃余液；(3)反萃：将负载有机相与反萃剂混合，获得待用有机相和反萃液；萃取溶剂包括萃取剂和稀释剂。本发明采用上述萃取法分离镍钴锰和铝，重金属夹带少、工艺流程短、金属回收率高。本发明采用萃取法分离镍钴锰和铝，负载有机铝的负载量高，经4级逆流萃取，铝的萃取率可以达到97.42％，镍钴锰的损失率只有0.1％左右。

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，特别是涉及一种采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法。

背景技术

近些年来，得益于我国政府不断的政策扶持，社会大众的环保意识逐步加强，国内高校、科研单位及企业在动力电池、电池管理系统等方面的研发，我国的电动汽车市场得到了快速发展。随着新能源车的快速产业化，其销量将突飞猛进，锂离子电池的保有量也将会随之呈几何级数增长，与此同时，废旧锂离子动力电池的污染问题和合理资源化回收利用的问题成为当期那乃至今后国内外普遍关注和亟待解决的难题。

镍钴作为重要的战略性资源，废旧锂离子电池中镍钴的二次资源的回收利用逐渐受到重视。电池中除含镍、钴外，还含有大量的铝、锰、铁、铜、锌等，有效分离镍、钴、锰和铝在二次资源回收利用方面具有普遍意义。

目前，金属液中除铝一般采用水解沉淀法，沉淀法除铝具有反应易控制、反应速度快、除铝效率高、沉淀渣易过滤、工艺简单、设备投资少等优点，具有很好的经济效益和环境效益。但沉淀法存在重金属共沉淀和吸附的问题，导致渣量大、重金属回收率低、铝渣资源化处理困难、车间作业环境差等问题；国内外也有许多研究者通过溶剂萃取法分离铝，但均存在一定局限性，萃取剂包括：Versatic 10萃取剂、二正丁基二硫代磷酸(DBTPA)、二(2-乙基己基)二硫代磷酸(DETPA)、Cyanex 921、环烷酸等，目前萃取法分离镍钴锰与铝主要存在研究者少、萃取机理模糊、特效萃取剂匮乏、体系易乳化等难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法，该含铝的三元电池材料浸出液来自除铁锌后的镍钴锰溶液，该萃取法萃取剂采用常见的酸性萃取剂，萃取体系分相好、重金属夹带少、无渣产生、工艺流程短、金属回收率高，在重金属与铝分离领域提供了一种新思路。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种采用萃取法除三元电池材料浸出液中铝的方法，包括如下步骤：

(1)皂化：将萃取溶剂与皂化剂混合，得到皂化后的萃取溶剂；

(2)萃取：将三元电池材料浸出液与皂化后的萃取溶剂混合得到负载有机相和萃余液；

(3)反萃：将负载有机相与反萃剂混合，获得待用有机相和反萃液；所述萃取溶剂包括萃取剂和稀释剂。

皂化是离子交换的过程，皂化阶段Na⁺与萃取溶剂(萃取剂与稀释剂的混合物)中的H⁺进行交换，Na⁺进入有机相；萃取阶段Na⁺与待萃金属进行交换，金属进入有机相，实现金属与杂质的分离。

优选地，所述皂化率为42-47％。

优选地，所述萃取剂为酸性萃取剂。

更优选地，所述酸性萃取剂为2-乙基膦酸单(2-乙基己基)酯、二(2-乙基己基)磷酸或二(2,4,4-三甲基戊基)次膦酸中至少一种。

优选地，所述稀释剂为煤油、正己烷、环己烷、辛醇或仲辛醇中至少一种。

优选地，所述萃取剂和稀释剂按体积比为(0.01-0.4)：1。