[发明专利]一种利用镍钴渣制备电子三元材料前驱体的方法

摘要

一种利用镍钴渣制备制备电子三元材料前驱体的方法，采用物理和化学一种或多种方法联用，对含镍钴的废弃渣或废弃物进行预处理，初步使镍钴元素与其他物质进行分离；对各种含镍钴的废弃渣或废弃物，将镍钴元素比例调整到mol比1(1‑0.2)。采用萃取方法把镍钴元素之外的其他元素深度净化，把镍钴作为一组团来处理，分离净化出其他杂质，镍钴不再分离，通过冶金工艺技术，直接生成为三元电子材料适应的镍钴氧化物前驱体。在镍钴的硫酸溶液中，加入碳酸钠或氢氧化钠，直接产出镍钴的碳酸物或氢氧化物。本发明的重要特点或创新点为镍钴俩元素的结合是在离子层级上发生的。改善环境影响，同时得到镍钴的新产品，有利于资源再生利用和环境友好发展。

主权项

一种利用镍钴渣制备电子三元材料前驱体的方法，其步骤为：（1）综合含镍钴的废弃渣或废弃物，因为各种镍钴渣或镍钴废弃物所含镍钴比例不同，要使镍钴的mol比例达到1：（1‑0.2），单一镍钴废料无法做到，所以必须使物料来源具有多样性，废旧电池中的镍氢电池和锂电池，冶金工业中的镍钴固体废弃渣，石油化工企业的镍钴废催化剂物料，硬质合金加工的镍钴废料；（2）采用物理的和化学的一种或多种方法联用，对含镍钴的废弃渣或废弃物进行预处理，初步使镍钴有价元素与其他物质进行分离；（3）针对各种含镍钴的废弃渣或废弃物，根据含镍钴的不同含量，进行设计调整，将镍钴元素比例调整到适应锂电三元材料的最佳配方要求，镍钴元素之间的mol比例调整到1：（1‑0.2）；（4）采用萃取方法把镍钴元素之外的其他元素深度净化，镍钴元素不进行分离；在镍钴废弃物的冶金回收过程中，改革传统的冶金方法，把镍钴作为一组团来处理，分离净化出其他杂质，镍钴不再分离，通过冶金工艺，直接生成为三元电子材料适应的镍钴氧化物前驱体；（5）在镍钴的硫酸溶液中，加入碳酸钠或氢氧化钠，直接产出镍钴的碳酸物或氢氧化物；其特征在于：所述的步骤（2）预处理方法为：石油化工企业催化剂废弃物，含有镍、钴、铝、钒、钼，采用碱式焙烧法+水浸法联合工艺，废催化剂与一定量的烧碱混合，配料比1: 0.1—0.3，焙烧温度500℃‑‑‑700℃，焙烧时间1—3h，所产焙砂，进行水浸，液固比1: 0.1—0.5，用水浸出其中的铝、钒、钼，使其进入浸出液，而镍、钴则富集在水浸渣中，浸出温度60℃‑‑‑90℃，浸出时间2—5h，过滤得到浸出渣，称为1#渣，备用；废镍氢电池废弃物，经人工机械分拆后，得到镍钴渣，称为2#渣，备用；冶金企业产生的镍钴渣，含镍、钴、锌，将该渣破碎至250目，然后加硫酸溶液浸出，pH=2—4.5，浸出时间3—5h，液固比1:0.1—0.5，浸出温度15‑‑35℃，锌金属进入溶液，镍钴留在浸出渣中，称为3#渣，备用；废旧钴酸锂电池经人工机械分拆后，得到含钴废料，称为4#渣，备用；企业硬质合金磨细料，称为5#渣，备用；所述的步骤（3）配料工艺为：根据三元电子材料对镍钴比例的需求，并结合各种镍钴渣的镍钴含量，来调整镍钴俩元素之间的比例，上述1#至5#渣中选择其中俩个或者三个、四个进行配料，适当调整镍钴比，克服镍钴废弃物中各种渣型含镍钴比例不一致的问题，通过配料的设计调整，使镍钴之间的mol比达到1:（0.2‑‑1）；所述的步骤（4）萃取净化工艺为：将上述配料完成后所得到的混合镍钴渣，通过球磨工艺细磨，粒度<200目，该细磨料进行硫酸浸出，液固比3‑‑7: 1，浸出温度70‑‑90℃，浸出时间1‑‑‑4小时，硫酸用量为理论量的1‑‑‑1.6倍，保持终点酸度pH=3.5‑‑‑5；通过硫酸浸出，镍钴进入硫酸溶液；含镍钴的硫酸溶液，采用铁粉置换除铜，铁粉的加入量为溶液中铜的1.1‑‑‑1.3倍，温度为常温，加强搅拌，过滤；含镍钴的硫酸溶液，采用黄钠铁钒法除铁，将溶液中的铁以生成黄钠铁钒法渣的形式除掉，而不影响溶液中的镍钴组团的过程，pH值2‑‑‑3，温度为85‑‑95℃，时间5h，过滤；含镍钴的硫酸溶液，采用p204萃取深度净化，p204对镍钴的萃取能力很弱，萃取液有机相组成体积比例如下：P204：10‑‑‑20%；磺化煤油：80‑‑‑90%；皂化率为75‑‑‑90%；通过4级至8级逆流萃取工艺净化除杂，使其中的各杂质成分达到锂电池三元材料的质量要求；所述的步骤（5）镍钴沉淀工艺为：在上述净化后的含有镍钴的硫酸溶液中加入NH3,加入量为0.1‑‑‑2%，在室温下加强搅拌；然后分俩种方法沉淀镍钴：a、将含有镍钴的硫酸溶液加热至50℃～80℃，在搅拌中缓慢加入NaOH使溶液的pH值为7‑‑‑10，镍钴沉淀后，过滤、洗涤、烘干得到CoNi(0H)4产物；b、将上述含有镍钴的硫酸溶液加热至40℃～80℃，在搅拌中缓慢加入NaCO3使溶液的pH值为7‑‑‑10，镍钴沉淀后，过滤、洗涤、烘干得到CoNi（CO3)2产物。