[发明专利]用大洋多金属结核制备镍钴锰三元正极材料前驱体的方法

权利要求书

1.一种用大洋多金属结核制备镍钴锰三元正极材料前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)还原：将大洋多金属结核采用氢气进行还原，得还原料；

(2)酸浸：将所述还原料进行酸浸，得浸出液；

(3)提铜除铁：将所述浸出液进行萃取提铜除铁，得到含有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的溶液；

(4)回收镍钴锰：将上述处理后的溶液进行萃取，得到萃余液和富集有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的有机相；将所述富集有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的有机相进行洗涤、反萃，得到镍钴锰前驱体溶液；

(5)前驱体的制备：采用所述镍钴锰前驱体溶液制备镍钴锰三元正极材料前驱体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括以下步骤：将大洋多金属结核进行干燥，破碎，磨细，得多金属结核矿粉；将所述多金属结核矿粉置于反应器中，在加热和惰性气体保护条件下，通入氢气进行还原；所述加热的温度为400～700℃，还原时间为30～160min，氢气流量为25～200mL/min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：向所述还原料中加入硫酸和氧化剂进行浸出，得浸出液；所述氧化剂为双氧水、氧气中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浸出的温度为50～90℃，时间为1～8h，所述硫酸的浓度为1～3mol/L。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，提铜除铁的具体操作是：先提铜，再除铁；提铜时，将所述浸出液进行萃取，得铜萃余液和富集有铜的有机相；除铁时，对所述铜萃余液进行除铁处理，得到含有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的后液。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提铜中，萃取时采用的萃取剂为Lix984和M5640中的至少一种，稀释剂为磺化煤油，萃取剂的体积分数为10％～30％，并控制铜萃余液pH在1.5以上，控制相比O/A＝1/2～1/6；所述除铁处理采用针铁矿法除铁。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，溶液进行萃取时，采用的萃取剂为HBL110，稀释剂为磺化煤油，萃取剂的体积分数为30～60％，皂化率为30～60％，控制相比O/A＝2/1～1/5；

采用浓度为5～20g/L的硫酸对富集有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的有机相进行洗涤，控制相比O/A＝2/1～8/1，将洗涤后的有机相采用浓度为50～80g/L的硫酸进行反萃，控制相比O/A＝2/1～8/1，得到镍钴锰前驱体溶液。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将所述镍钴锰前驱体溶液经浓缩、调pH、过滤后，将所得溶液中镍、钴、锰的摩尔比调节为5～6:2～3:2～3。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，所述大洋多金属结核中含有锌时，所述步骤(3)后增加有除锌操作，除锌的具体步骤为：对含有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的后液进行萃取除锌处理，得到含有Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的后液和富集有锌的有机相；

萃取除锌处理时，采用的萃取剂为P204，稀释剂为磺化煤油，萃取剂的体积分数为5％～25％，皂化率为20％～80％，控制相比O/A＝1/3～1/15。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：将经过步骤(4)处理得到的萃余液中加入碳酸盐沉淀锰，得到碳酸锰产品；所述碳酸盐为碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钠中的至少一种，所述碳酸盐的加入量为0.5～2.5mol/L。