[发明专利]一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法

说明书

本发明公开了一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法，包括，浆料制作、一次酸浸、二次酸浸、高酸酸浸和压滤；其中，浆料为镍钴锰酸锂粉料、水与酸液混合料；所述一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；所述二次酸浸在二次酸浸反应釜进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂。本发明提出的方法能在保证酸浸率的条件下显著提高产能，同时还降低了纯碱的使用量并减轻后续处理负担，在同等设备情况下，本发明连续酸浸的产量是间歇酸浸法的2.5倍以上；本发明连续酸浸出过程中的浸出效率为90％以上。

技术领域

本发明属于三元锂电池回收利用领域，具体涉及到一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸系统及方法。

背景技术

随着电动汽车的发展，报废的三元锂电池会越来越多。从这些报废电池经无害化破碎分选出来的三元正极材料、以及从生产过程中的三元正极材料报废料，其回收利用过程需经过酸浸，酸浸出镍钴锰锂金属盐溶液。

镍钴锰盐是三元前驱体的主要生产原料，而三元前驱体则是三元锂电池的主要生产原料。镍钴锰锂的酸浸一般采用硫酸+双氧水的工艺酸浸出镍钴锰锂。三元正极材料报废料的主要化学成分为镍钴锰酸锂LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，是一种含高价态镍钴锰的化合物，酸浸时需加还原剂将高价镍钴锰还原成正二价的镍钴锰，其还原剂可用双氧水、亚硫酸钠、或二氧化硫等。用双氧水作还原剂酸浸时反应式为：

2LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂+3H₂SO₄+H₂O₂＝2xNiSO₄+2y CoSO₄+2(1-x-y)MnSO₄+Li₂SO₄+4H₂O+O₂

酸浸液通常含有铝、铁等杂质，需要用纯碱将该酸浸液中和到PH等于4左右，经过萃取除杂，分离出镍钴锰和锂盐。酸浸可将大部分镍钴锰锂浸出，剩余的少量浸渣再经过高酸酸浸。但是，在酸浸生产过程中，浓硫酸加入水中稀释时产生热量，酸与原料的反应产生大量热量，酸与杂质特别是原料中的铝粉的反应也释放出大量热。液体温度的升高导致双氧水分解，双氧水的分解又释放出大量热量，这种连锁反应可能引起反应釜冒槽，使生产停滞，甚至出现安全环保事故。

同时，传统三元正极材料的酸浸一般采用硫酸+双氧水酸浸，工艺流程通常采用间歇式反应釜，酸浸过程中伴随大量放热，容易引起温度升高，此类间歇式酸溶的一次酸浸的液体温度能达到90℃以上，温度过高会造成双氧水分解浪费，其次，需等上次投料的一次酸浸结束、反应釜内料液压空，才能进行下一次投料，间隔时间长，设备生产效率较低。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种采用曝气控制反应温度的连续酸浸方法，包括，

浆料制作、一次酸浸、二次酸浸、高酸酸浸和压滤；其中，

浆料为镍钴锰酸锂粉料、水与酸液混合料；

所述一次酸浸在一次酸浸反应釜内进行，通过添加硫酸、双氧水，酸浸出镍钴锰锂；