[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

说明书

本发明提供了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，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：将还原料进行酸浸，得浸出液；(3)提铜除铁：将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：采用镍钴锰前驱体溶液制备镍钴锰三元正极材料前驱体。本发明可缩短有价金属提取的工艺流程，且过程清洁、低碳，操作简单，金属的回收率提高，有效减少了制备镍钴锰三元正极材料前驱体的成本。

技术领域

本发明属于深海多金属结核有价元素提取技术领域，尤其涉及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。

背景技术

大洋多金属结核广泛分布于世界各大洋底，含有70多种元素，主要含Mn、Fe、Ni、Cu、Co，还含有Mo、V、Zn、W、Ti等，以Mn、Cu、Ni和Co最具有回收价值，是目前探知的分布最广、储量最大的金属资源。美、德、法、日等西方发达国家和印、韩等发展中国家均投入大量人力和财力开展大洋多金属锰结核资源的勘探及冶炼加工研究。自20世纪50年代开始世界各国就进行了大量研究，开发出了一系列具有代表性的冶炼工艺，主要包括：还原焙烧-氨浸法、熔炼硫化浸出法、亚铜离子氨浸法、SO₂还原-硫酸浸出法和熔炼-锈蚀浸出等，但所有这些工艺都是针对单一金属的提取，流程长，工艺复杂，产品附加值不高。

随着新能源汽车的发展，对三元锂离子电池的需求量急剧增加，导致锂离子电池三元正极材料的价格居高不下。利用海底多金属结核制备三元正极材料前驱体同时可以实现镍钴锰的联合提取，缩短工艺流程，增加金属的回收率。

专利CN111455171A，CN110964930A，CN109921008A等均采用锰结核直接制备镍钴锰三元正极材料，但是其工艺中采用焦炭或一氧化碳或二氧化硫/亚硫酸盐/硫铁矿等作还原剂或者采用高温高压，存在着成本高并产生大量温室气体，还原剂有毒且不易获得及环境污染等问题。

专利CNI02358919A采用氢还原酸浸从海底金属矿中回收有价金属，该方法清洁，污染低，但是其最终提取单一金属，单一金属特别是锰、镍与钴的物理化学性质相似，彻底分离困难，萃取分离级数多，往往需20-30级的逆流萃取才能彻底分离锰与钴镍，钴与镍，工艺复杂、成本高、且容易造成环境负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供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，旨在缩短有价金属提取的工艺流程，且过程清洁、低碳，操作简单，金属的回收率提高，有效减少制备镍钴锰三元正极材料前驱体的成本。

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，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；