[发明专利]利用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体的方法

说明书

本发明涉及一种利用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体的方法，包括步骤：1)将镍钼矿、软锰矿和磷酸溶液混合并进行反应，固液分离后得到含钼、镍和锰的浸出液，萃取浸出液中的钼得到含钼的萃取液和第一萃余液；2)调整第一萃余液的pH≤1.5并进行萃取除杂得到第二萃余液，调整第二萃余液pH至5～7后再用P204萃取得到含镍和锰的萃取液，用硫酸反萃含得到含镍和锰的混合溶液；3)按照Ni:Co:Mn质量百分比8:1:1，将可溶性的锰盐和可溶性的镍盐中的一种或两种、以及可溶性的钴盐加入到含镍和锰的混合溶液中，调节溶液的pH至10～12得到高镍三元正极材料前驱体。通过镍钼矿制备得到高镍三元正极材料前驱体，为三元材料的制备提供一条低成本、短流程、清洁环保的新途径。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料的制备技术领域，尤其涉及一种利用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体的方法。

背景技术

电动汽车产业的快速发展使得镍的市场需求量增长迅速，其中以镍钴锰三元正极材料对镍的需求最为显著。镍钴锰三元正极材料结合了LiNiO₂、LiCoO₂、LiMnO₂的优点，存在着显著的三元协同效应，具有比容量高、循环性能稳定、经济廉价、毒性小和安全性能较好的优点，成为动力电池用正极材料的首选。随着新能源行业的快速发展，镍的消费量迅速增加，预计到2025年电池行业用镍将增加到10-20万吨。

我国是一个贫镍的国家，每年需从国外进口大量镍资源才能满足国民经济的需求。截止2014年底，我国镍基础储量仅占全球基础储量的3.7％，而镍的消费对外依存度达到90％以上，是一个镍资源对外依存度非常高的国家。

在我国湖南湘西、贵州遵义等地广泛分布着一种储量极大、富Ni、Mo、V等诸多元素的矿层，其中以钼镍为主，通常被称为镍钼矿。目前，已探明镍钼矿储量达400万吨以上。由于资源储量大、镍钼等金属品位高，引起了人们的广泛关注。镍钼矿中的镍、钼主要赋存于非晶质的胶状硫化物中，其中钼主要以硫化物的状态存在，而镍的赋存状态多样，含镍矿物种类繁多，主要有硫铁镍矿(Ni、Fe)S₂-方硫镍矿(NiS₂)、硫镍矿(Ni₃S₄)-紫硫镍矿(Ni₂FeS₄)、针镍矿(NiS)、镍黄铁矿(Fe,Ni)₉S₈、镍矾(NiSO₄·6H₂O)和碧矾(NiSO₄·7H₂O)等。由于镍与钼的赋存状态复杂，矿种多样，其冶炼难度较大，严重制约了这种复杂多金属资源的开发利用。因此，如何开发利用镍钼矿资源来缓解我国镍资源相对匮乏的现状，成为当前一个非常紧迫又重要的课题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种利用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体的方法。

本发明提出一种利用镍钼矿制备高镍三元材料前驱体的方法，包括以下步骤：

1)将镍钼矿、软锰矿和磷酸溶液混合进行反应，固液分离后得到含钼、镍和锰的浸出液，以TBP为萃取剂萃取浸出液中的钼得到含钼的萃取液和第一萃余液；

2)调整所述第一萃余液的pH≤1.5并用P204作为萃取剂进行萃取除杂得到第二萃余液，调整所述第二萃余液pH至5～7后再用P204萃取得到含镍和锰的萃取液，用硫酸反萃所述含镍和锰的萃取液得到含镍和锰的混合溶液；

3)按照Ni:Co:Mn质量百分比8:1:1的比例，将可溶性的锰盐和可溶性的镍盐中的一种或两种、以及可溶性的钴盐加入到所述含镍和锰的混合溶液中，调节所述混合溶液的pH至10～12得到所述高镍三元正极材料前驱体。

优选地，在步骤2)中，还包括用氨水反萃所述含钼的萃取液的钼。所得的含钼的反萃液可用于制备钼酸铵。