[发明专利]电池废料制备硫酸镍、锰、锂、钴及四氧化三钴的方法

权利要求书

1.电池废料制备电池级硫酸镍、锰、钴、碳酸锂及电池级四氧化三钴的方法，包括如下步骤：电池废料酸溶，除铁除铝，除钙镁铜，萃取分离，蒸发结晶制备硫酸镍、硫酸锰、碳酸锂、硫酸钴或/和四氧化三钴，其特征在于：

所述萃取分离：采取以下步骤：

a、分离锰元素：萃取前液按皂化1级,萃取锰9级,洗涤2级,反萃取5级,有机再生2级，进行萃取和反萃取，得到高纯度和高浓度反锰液；

b、分离钴元素:萃取锰后的萃余液进入分离钴的萃取工序，按皂化1级,萃取钴5级,洗涤2级,反萃取5级,有机再生1级，进行萃取和反萃取，得到高纯度和高浓度反钴液；

c、分离镍元素：萃取钴后的萃余液进入分离镍的萃取工序，按皂化1级,萃取镍5级,洗涤2级,反萃取5级,有机再生1级，进行萃取和反萃取，得到高纯度和高浓度反镍液；

所述皂化采用的皂化液为：0.5-2.0N氢氧化钠溶液；

所述有机再生：采用的有机组成为：萃取锰、镍有机P204：TBP：煤油=10-20：10-20：80-60（v/v）；萃取钴有机组成：P507：TBP：煤油=15：15：70（v/v）；

在c步骤萃取镍后的P204萃余液，采用MRV蒸发结晶系统，将萃余液蒸发至硫酸钠结晶，离心过滤后即可得到无水硫酸钠副产品；

所述蒸发结晶，采取以下步骤：

d、回收硫酸锰：萃前溶液首先通过P204萃取剂进行萃取，将溶液中锰萃取至有机相中，有机相加硫酸溶液进行洗涤，得到含锰150-400g/L硫酸锰溶液，溶液通过蒸发结晶、离心分离得到电池级硫酸锰产品；

e、回收硫酸钴：前段工序萃取锰后的P204萃余液，通过P507进行萃取，将溶液中钴萃取至有机相中，有机相加硫酸溶液进行洗涤，得到含钴80-130g/L的硫酸钴溶液，溶液通过蒸发结晶、离心分离得到电池级硫酸钴产品；

f、回收硫酸镍：前段工序萃取钴后的P507萃余液，再一次通过P204萃取，将溶液中镍萃取至有机相中，有机相加硫酸溶液进行洗涤，得到含镍70-130g/L的硫酸镍溶液，溶液通过蒸发结晶、离心分离得到电池级硫酸镍产品；

g、回收硫酸钠：前段工序萃取镍后P204萃余液，采用MRV蒸发结晶系统，将萃余液蒸发至硫酸钠结晶，离心过滤后即可得到无水硫酸钠副产品；

h、回收碳酸锂：将d步骤回收硫酸钠后的离心母液加入饱和碳酸钠溶液，控制反应温度在60-100℃，反应时间0.5-4小时，得到碳酸锂沉淀,将此沉淀离心过滤，洗涤，干燥后即为电池级碳酸锂产品；

所述制备四氧化三钴：回收硫酸钴步骤中：在所述得到含钴80-130g/L的硫酸钴溶液后，用氢氧化钠溶液合成羟基钴，离心过滤，通过700-950℃灼烧，制成电池级四氧化三钴；

所述离心过滤，洗涤后的尾水和洗液返回MVR蒸发结晶系统；

所述MVR蒸发的水在预热完进料液后，收集于蒸馏水罐中，用于整个生产系统，减少生产用水，达到工业废水零排放要求。

2.根据权利要求1所述的电池废料制备电池级硫酸镍、锰、钴、碳酸锂及电池级四氧化三钴的方法，其特征在于：所述电池废料酸溶：在酸溶桶内，将硫酸或盐酸配成0.5-4N，按固液质量比1:3-5的比例加入电池废料，温度控制在60-100℃，反应0.5-4小时，过滤、洗涤，滤液为酸溶滤液。

3.根据权利要求2所述的电池废料制备电池级硫酸镍、锰、钴、碳酸锂及电池级四氧化三钴的方法，其特征在于：将硫酸或盐酸配成1.0-3.5N，按固液质量比1:4的比率加入电池废料，温度控制在70-90℃，反应1.0-3.5小时，过滤、洗涤，滤液为酸溶滤液。

4.根据权利要求3所述的电池废料制备电池级硫酸镍、锰、钴、碳酸锂及电池级四氧化三钴的方法，其特征在于：将硫酸或盐酸配成2.0-2.5N，按固液质量比1:4的比例加入电池废料，温度控制在75-85℃，反应2.0-2.5小时，过滤、洗涤，滤液为酸溶滤液。