[发明专利]一种三元前驱体和碳酸钴联合生产的方法

说明书

本发明涉及一种三元前驱体和碳酸钴联合生产的方法，包括：S1，将三元溶液与液碱、氨水混合，进行液相反应，反应完成后进行固液分离，得到固相和废液；S2，将S1中所述固相进行热处理，得到三元前驱体；将S1中所述废液送至吹脱塔，与液碱混合，经加热汽提，制得氨水；S3，以碳酸氢铵作为沉淀剂，加入到钴盐溶液中，加热反应，产生沉淀和气体；S4，收集S3中所述气体，经浓缩提纯获得二氧化碳；将S3中所述沉淀过滤、烘干，获得碳酸钴；S5，将S2中所述氨水和S4中所述二氧化碳送入吸收装置，制得碳酸氢铵溶液；S6，将所述碳酸氢铵溶液返回到S3中作为沉淀剂使用。该方法实现了废渣、废水和废气的零排放，产品性价比高，具有极好的工业运用价值。

技术领域

本发明涉及含氨废水和二氧化碳废气的处理技术，尤其是一种三元前驱体和碳酸钴联合生产的方法。

背景技术

三元前驱体材料生产工艺中，会产生大量含氨废水，通过吹脱的手段制备成氨水，但氨水浓度不足18％，处理成本高、销售价格低，该种处理方法的性价比较低。

另一方面，碳酸钴是重要的化工原料，其制备技术相对成熟。目前，为保证碳酸钴沉淀过程的粒度、形貌，沉淀所用母液中钴浓度需要进行控制。

当前生产碳酸钴的方法普遍以氯化钴或硫酸钴溶液作为钴来源，以碳酸氢铵作为沉淀剂，经反应生成碳酸钴及氯化铵，上述反应过程产生二氧化碳副产物，随尾气一同经喷淋处理后，逸散至大气中，增加了碳排放，并且碳酸氢铵利用率不足50％，增加了生产过程的消耗。

上述2条工艺路线各自都存在一些不足，其中三元前驱体材料的含氨废水处理成本相对较高，而碳酸钴的生产中产生了碳污染，如何一并解决上述问题，并且以较低的生产成本生产三元前驱体材料和碳酸钴，具有突出的研究意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的三元前驱体材料和碳酸钴的生产中各自产生废液、废气的污染问题，提供一种整合2条工艺路线联合生产的方法，实现三元前驱体及碳酸钴生产的协同处理，得到3种具有高附加值的产品。

具体方案如下：

一种三元前驱体和碳酸钴联合生产的方法，包括以下步骤：

S1，获得三元溶液，所述三元溶液为含有镍、钴、锰3种金属元素的混合溶液，将所述三元溶液与液碱、氨水混合，进行液相反应，反应完成后进行固液分离，得到固相和废液；

S2，将S1中所述固相进行热处理，得到三元前驱体；将S1中所述废液送至吹脱塔，与液碱混合，经加热汽提，制得氨水；

S3，以碳酸氢铵作为沉淀剂，加入到钴盐溶液中，加热反应，产生沉淀和气体；

S4，收集S3中所述气体，经浓缩提纯获得二氧化碳；将S3中所述沉淀过滤、烘干，获得碳酸钴；

S5，将S2中获得的所述氨水和S4中获得的所述二氧化碳送入吸收装置，制得碳酸氢铵溶液；

S6，将S5中制得的所述碳酸氢铵溶液返回到S3中作为沉淀剂使用。

进一步的，S1中所述液碱为氢氧化钠的水溶液，所述三元溶液与所述液碱的加量摩尔比例m(Co+Ni+Mn):m(NaOH)＝1：(1.0-1.5)。

进一步的，S1中所述液相反应的温度为70-100℃，pH值8.5-11.5，采用包括且不限于单釜间断合成工艺、单釜连续合成工艺、多釜串联连续合成工艺进行生产。

进一步的，S1中所述废液中，Co元素含量为50～100mg/L，Ni元素含量为100～300mg/L，Mn元素含量为50～100mg/L，Na元素含量为20-25mg/L，NH₄⁺浓度为8～10mg/L。