[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

说明书

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体涉及一种利用镍钴渣制备电子三元材料前驱体的方法。

背景技术

含镍钴的固体废弃物包含冶金和化工工业中的镍钴固体排放物、镍氢电池和锂电池的废旧电池（我国每年丢弃的这类废旧电池达几十亿块，数量巨大）、石油化工企业炼油催化剂（含镍钴比较高，该催化剂使用1-2年就需要更换），目前国内这些废弃物的存放量比较大，而且每年新增量也比较大，如不处理将对环境造成影响。通过处理这部分废弃物，改善环境影响，同时得到镍钴的新产品，可供锂电池三元正极材料作优质原料。符合国家产业政策，有利于资源再生利用和环境友好发展。

目前国内外处理镍钴废物料的工艺方法，一般都集中在冶金化学方法这一方面，其典型的工艺流程有：首先镍钴废物料通过酸浸，把含镍钴在内的有色金属溶解在酸溶液里，再通过冶金净化手段把镍钴之外的其金属元素除去，得到镍钴比较纯净的溶液。最后采用氧化一还原的冶金工艺手段，分别得含量比较高的镍渣或钴渣，再做进一步处理。针对有色金属冶炼厂产出的镍钴渣，也有采用氨浸、净化后，分别得到富镍渣、富钴渣。针对石油化工企业的镍钴废催化剂物料的处理方法，废催化剂与一定量的碱混合后，在高温下熔烧反应，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，再进一步从水浸渣中提取镍钴。目前国内外处理镍钴废弃物的冶金工艺技术，着重点都放在镍钴的分离技术方面，许多专家为此探索，研究出许多方法与药剂。如美国氰胺公司（American Cyanamid Company）研制的一种用于镍钴分离的萃

取剂，其主要成分是二（2、4、4一三甲基戊基）膦酸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种利用镍钴渣制备电子三元材料前驱体的方法，通过处理镍钴渣这部分废弃物，改善环境影响，同时得到镍钴的新产品，可供锂电池三元正极材料作优质原料，减少对原生矿资源的需求，降低镍钴的采购成本，符合国家产业政策，有利于资源再生利用和环境友好发展。

本发明采用的技术方案是：

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。

上述技术方案中，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。

上述技术方案中，所述的步骤（3）配料工艺为：