[发明专利]用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺和方法

说明书

一种用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺和方法。结晶的金属硫酸盐可以是电池级的。该方法可以包括接收含金属离子的流并从流中结晶金属硫酸盐。该工艺可以包括接收来自金属加工装置的流，并从流中结晶金属硫酸盐。该工艺可以是金属电解沉积工艺，其包括结晶含金属离子的流以形成在母液中的结晶的金属硫酸盐。该工艺或方法可以包括将母液返回上游或返回至金属电解沉积工艺。

本申请要求于2020年11月12日提交的美国临时申请号63/112,891的优先权，其内容通过援引以其整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺和方法，包括与金属加工装置和电解沉积工艺相关的工艺和方法。

背景技术

结晶的金属硫酸盐被用于电池，诸如锂离子电池。例如，结晶的金属硫酸盐可以是用于制造用于锂离子电池的阴极材料的原料。对电池的需求随着技术的不断进步，诸如运输的电气化，以及减少传统能源产生的二氧化碳的愿望而增长。需要用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺和方法，包括与金属加工装置结合的或与金属加工装置一起使用的工艺和方法。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例性的方式描述本公开的实施方式。

图1是根据本公开的实施方式的用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺的示意图，其中该工艺包括接收金属电解沉积(electrowinning，EW)或氢还原工艺的含金属离子的进料。

图2是根据本公开的另一实施方式的用于生产金属硫酸盐的工艺的示意图，其中该工艺包括接收金属电解沉积工艺或金属中间体生产工艺的流。

图3是根据本公开的实施方式的实施例1的工艺的示意图。

图4是根据本公开的实施方式的实施例2的工艺的示意图。

图5是根据本公开的实施方式的与镍电解沉积装置结合的结晶工艺的示意图。

图6是根据本公开的实施方式的与镍电解沉积装置结合的结晶工艺的示意图。

图7描绘了用于生成结晶的金属硫酸盐的一般工艺的流程图。

具体实施方式

需要用于生产结晶的金属硫酸盐的工艺。此外，将这种工艺与现有的装置工艺诸如金属电解沉积、金属氢还原、金属中间体生产、或金属氧化物生产一起使用可以提供某些益处。例如，本文描述的一种或多种实施方式提供了对生产镍金属的镍(Ni)电解沉积(EW)工艺的改进。在一种或多种实施方式中，使用结晶(连同其他纯化和/或杂质去除步骤)处理Ni EW的含Ni进料或来自Ni EW的含Ni阳极电解液的一部分以生产电池级硫酸镍。在一种或多种实施方式中，来自含镍进料和阳极电解液的一些水部分将在结晶期间被去除，并且不会被送回工艺，从而提供一种控制装置水平衡并且消除装置瓶颈的方法。这可以通过例如消除装置瓶颈和/或实现额外生产来帮助减少镍电解沉积装置的载荷。本公开不限于镍电解沉积。在一种或多种实施方式中，结晶的金属硫酸盐可以从至例如镍电解沉积、钴电解沉积、和/或锰电解沉积的进料或从来自例如镍电解沉积、钴电解沉积、和/或锰电解沉积的加工流生产。在一种或多种实施方式中，结晶的金属硫酸盐可以从至例如金属氢还原、金属中间体生产、和/或金属氧化物生产的进料或从来自例如金属氢还原、金属中间体生产、和/或金属氧化物生产的加工流生产。在一些实施方式中，使用加工流，例如来自金属电解沉积或金属中间体生产的加工流，可以适用于生产结晶的金属硫酸盐。金属离子耗尽的加工流，例如来自金属氢还原或金属氧化物生产，可能不适用于生产结晶的金属硫酸盐。任何适合的含金属离子的流可以用于本文公开的方法和工艺。根据本发明的此类方法和工艺可以有助于例如产品多样化、提供工艺用水的出口以控制装置水平衡、装置的运营费用(OPEX)减少、和/或消除装置瓶颈。

除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。