[发明专利]一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法

说明书

本发明的一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，包括以下步骤：将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末混合破碎、焙烧，得到焙烧物料；将焙烧物料与水混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；将含锂溶液浓缩结晶得到硅酸锂；将滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，得到浸出物料；将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0‑5.5除铝、铁，得到除杂液；将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜后再萃取分离镍、钴、锰。本发明能够促进钴的浸出效果、使白合金中的钴浸出率提高到99％以上。

技术领域

本发明涉及资源循环技术领域，具体涉及一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法。

背景技术

钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴在蓄电池行业、金刚石工具行业和催化剂行业的应用也进一步扩大，从而对金属钴的需求呈上升趋势。钴白合金是以钴铜铁为主要成分的冶炼中间产品，钴白合金中硅含量很高，且金属大部分以单质或合金或金属共熔体形式呈包裹状存在。白合金处理工艺现状有：(1)火法-湿法结合工艺，在1300℃添加CaCO₃焙烧造渣，然后用硫酸浸出，钴浸出率最高也只有97％左右。该方法工艺流程长、成本高。(2)氧化酸浸法(常压和加压)，由于反应过程生成硅酸胶体包裹于合金颗粒表面，阻碍了液固反应介面层氢离子和金属阳离子的扩散，即使延长反应时间，也很难实现钴的完全浸出。

锂离子电池自1990年问世以来，发展很迅速。锂离子电池由外壳和内部电芯组成，外壳为不锈钢、镀镍金属钢壳或塑料外壳；电池的内部电芯为卷式结构，主要由正极、负极、隔离膜、电解液组成。废旧锂离子电池在经过破碎、分选等一系列预处理之后，得到富含锂、镍、钴、锰、碳、铝、铜以及氟元素的电池黑粉。通常，电池黑粉采用湿法浸出工艺来回收其中的有价金属，其中氟元素对设备存在一定腐蚀。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，该方法能够避免钴白合金浸出过程中生成硅胶膜包裹，促进钴的浸出效果、使白合金中的钴浸出率提高到99％以上。

本发明采用以下技术方案：

一种电池黑粉与高硅钴白合金的协同处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将电池黑粉与高硅钴白合金的粉末按重量比(1-5):1进行混合破碎，得到混合物料；

(2)将混合物料焙烧，得到焙烧物料；混合物料焙烧的工艺条件为：焙烧温度为500℃-800℃、焙烧时间为1h-5h、焙烧时通入水蒸汽和氢气，水蒸汽与电池黑粉中锂的摩尔比为1:(1-3)，氢气的加入量为电池黑粉中钴、镍、锰的摩尔数之和的1-3倍；

(3)将焙烧物料与水按固液质量比1:(3-5)混合后依次进行湿法球磨、筛分、过滤、洗涤，得到混合物，混合物为含锂溶液和含镍、钴、锰、铝、铜、铁的滤渣；

(4)将含锂溶液浓缩结晶，得到硅酸锂；

(5)将步骤(3)中的滤渣依次加入水、硫酸后用双氧水浸出，当滤渣中镍、钴、锰、铝、铜、铁的质量百分含量均小于0.15％时停止浸出反应，得到浸出物料；

(6)将浸出物料过滤、洗涤，得到含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液和酸浸渣；

(7)将含镍、钴、锰、铝、铜、铁的硫酸盐溶液的pH调节至3.0-5.5除铝、铁，得到除杂液；

(8)将除杂液用铜萃取剂萃取分离铜，得到分铜后液，将分铜后液萃取分离镍、钴、锰。