[发明专利]一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法

摘要

本发明公开了一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法，属于废旧电池利用技术领域。其包括废旧锌锰电池的破碎，将锌锰电池放入破碎机破碎成粒径为200um以下的粉末；锌锰电池粉末料的溶解，加入酸和还原剂溶解；调节pH除铁铝；锌锰分离和硫酸锌的制备，采用P204萃取剂萃取分离锌；除杂，加入重金属捕捉剂和氟化物,除重金属和钙镁；硫酸锰溶液的制备，采用P507萃取分离锰，再将得到的纯净锰溶液浓缩结晶得到电池级硫酸锰。本发明的一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法，能够得到电池级硫酸锰以及高纯度的硫酸锌晶体，且得到的硫酸锰晶体为颗粒状，没有结块现象，工艺简单，实现了全成分的回收。

主权项

1.一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法，其特征在于，为以下步骤：(1)废旧锌锰电池的破碎，将锌锰电池放入破碎机破碎成粒径为200um以下的粉末；(2)锌锰电池粉末料的溶解，将锌锰电池按照固液比3‑6：1加入底水，同时加入酸维持反应过程的pH1‑1.2，维持反应温度75‑90℃，搅拌转速50‑500r/min，反应3‑4小时后取滤渣样，检测其锰含量，根据滤渣中锰质量的1‑3倍加入还原剂，在pH1‑3，温度30‑90℃，搅拌转速300‑500r/min情况下反应1‑4小时，使得浸出渣中的锌锰含量降低到0.5％以下；(3)除铁铝，按照浸出液中铁质量的2‑3倍加入步骤(1)破碎粉末料，在温度为70‑90℃下反应至溶液的pH4.8‑5.5，然后在此pH下反应2‑4小时；(4)锌锰分离和硫酸锌的制备，将除铁铝后的物料固液分离，得到第一滤液和第一滤渣，第一滤液用P204有机萃取剂萃取分离锌锰，先将P204萃取剂用碱皂化，皂化率50‑70％，P204有机萃取剂的组成为体积分数为10‑30％P204萃取剂和70‑90％的稀释剂磺化煤油，皂化后的P204有机萃取剂与第一滤液经过6‑10级逆流萃取，6‑12级洗涤，4‑8级反萃，反萃得到纯净的硫酸锌溶液，料液：洗酸：反酸：皂化后P204有机萃取剂的体积流量比为3‑5：0.5‑1：0.1‑0.3：1，洗酸浓度0.5‑1mol/L的硫酸溶液，反酸浓度为2‑4mol/L的硫酸溶液，反萃后的P204有机萃取剂循环利用，得到的纯净的硫酸锌溶液，经过浓缩蒸发结晶，得到硫酸锌晶体；(5)除杂，将萃取锌后的萃余液，将其用酸回调pH1.5‑2.5，然后按照钴、镍、镉、铅、铜金属总摩尔数的1.1‑1.5倍加入重金属捕捉剂，在40‑60℃反应1‑3小时，再调节溶液的pH3‑5.5,在pH3‑5.5按照钙镁摩尔数的2.3‑2.5倍加入氟化物,在80‑95℃反应1‑3小时，然后过滤，得到第二滤液和第二滤渣，所述步骤(5)中得到的第二滤渣在温度为200‑230℃下焙烧2‑3小时，在焙烧时通入纯氧，在氧化气氛下焙烧，焙烧过程不断的翻转第二滤渣，用80‑95℃热水洗涤，将其中的硫酸镍、硫酸钴、硫酸镉和硫酸铜洗涤掉，得到第三滤液和第三滤渣，第三滤渣加入3‑4mol/L的氢氧化钠溶液，在70‑80℃反应，过滤，得到第四滤液和第四滤渣，第四滤液经过浓缩结晶得到氟化钠返回除钙镁，得到的第四滤渣加入盐酸溶液调节溶液的pH1‑1.5，在温度为70‑80℃反应2‑3小时，然后冷却至温度为10‑15℃过滤，得到第五滤液和第五滤渣，第五滤渣为氯化铅晶体，第五滤液加入硫酸盐沉淀得到硫酸钙，过滤硫酸钙沉淀渣的滤液经过浓缩结晶得到氯化镁晶体，第三滤液采用P507有机萃取剂将金属离子全部萃取到P507有机萃取剂上，测量P507有机萃取剂内的镍离子、钴离子、铜离子、镉离子的含量，然后采用0.5mol/L的盐酸溶液进行四段反萃，第一段反萃镍离子得到氯化镍溶液，第一段反萃级数为4‑5级，0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25：P507有机萃取剂内的镍离子摩尔数，第二段反萃镉离子得到氯化镉溶液，第二段反萃级数为4‑5级，0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25：P507有机萃取剂内的镉离子摩尔数，第三段反萃钴离子得到氯化钴溶液，第三段反萃级数为4‑5级，0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25：P507有机萃取剂内的钴离子摩尔数，第四段反萃铜离子得到氯化铜溶液，第四段反萃级数为4‑5级，0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25：P507有机萃取剂内的铜离子摩尔数；(6)硫酸锰溶液的制备，将第二滤液进入P507萃取线萃取提纯锰溶液，先将P507有机萃取剂用碱皂化，皂化率50‑70％，P507有机萃取剂的组成为体积分数为10‑30％的P507萃取剂和70‑90％的稀释剂磺化煤油，经过1级皂化，再经过4‑8级逆流萃取，6‑10级洗涤，4‑8级反萃，得到纯净的硫酸锰溶液，料液：洗酸：反酸：皂化后P507有机萃取剂的体积流量比为2‑4：0.5‑1：0.1‑0.3：1，洗酸浓度0.5‑1mol/L的硫酸溶液，反酸浓度为2‑5mol/L的硫酸溶液，反萃后的P507有机萃取剂循环利用；(7)将步骤(6)得到的硫酸锰溶液加入硫酸调节溶液的pH为1‑1.5，然后浓缩结晶至波美度50‑52，浓缩温度为100‑110℃，然后降温，降温至80℃时，这个过程降温速率为3‑4.5℃/h，然后降温至55℃，这个过程降温速率为2‑2.5℃/h，维持55℃的温度0.5‑1小时，同时按照每立方米溶液加入硫酸锰晶种25‑35kg，然后继续降温至40℃，这个过程降温速率为1‑1.5℃/h，然后继续降温至10‑20℃，这个过程降温速率为2.5‑3℃/h，然后用卧螺离心机固液分离，然后进入流化床烘干，采用分级筛进行筛分得到硫酸锰晶体，上层筛网的目数为15‑20目，下层筛网的目数为40‑50目，筛上物和筛下物做为晶体使用。