[发明专利]一种利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将铜镍矿球磨并过筛，取过200目筛的矿样；

(2)以无水氨或含氨溶液作为浸出剂，通入氧气或空气对步骤(1)所述矿样进行氧化浸出，所述矿样中的铜、镍、钴元素经氧化浸出后进入浸出液，浸出液中铜离子浓度与不饱和硫离子浓度比为0.95:1～1.05:1；

(3)将步骤(2)得到的浸出液加热至沸腾，固液分离得到硫化亚铜沉淀和溶液A；

(4)向步骤(3)得到的溶液A中加入硫化锰、硫化铝或镍粉，反应时长为15～60分钟，固液分离得到溶液B以及硫化铜或金属铜沉淀；

(5)向步骤(4)得到的溶液B中加入强碱，并加热至沸腾，固液分离得到金属氢氧化物沉淀；

(6)加酸溶解所述步骤(5)中得到的金属氢氧化物沉淀，补充加入镍盐、钴盐、锰盐或铝盐中的一种或多种金属盐，采用喷雾干燥法、喷雾热解法、共沉淀法中的一种方法制备得到目标前驱体；

(7)将步骤(6)中得到的目标前驱体与锂盐混合，锂盐与所述目标前驱体的摩尔比为1:1～1.1:1，经高温烧结制备得到所述镍基正极材料。

2.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在常压条件下，采用含氨溶液进行浸出，所述含氨溶液为氨水或氨水与氯化铵的混合溶液，所述氨水与氯化铵的混合溶液中氯化铵与氨的摩尔比≤0.2，所述含氨溶液的总氨浓度为大于2.5mol/L，浸出温度为10℃～40℃，浸出时间为6h～15h，分1～4段浸出。

3.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在0.2MPa～1MPa条件下，采用无水氨或含氨溶液进行浸出，所述含氨溶液为氨水或氨水与氯化铵的混合溶液，所述氨水与氯化铵的混合溶液中氯化铵与氨的摩尔比≤0.2，所述含氨溶液的总氨浓度为大于2.5mol/L，浸出温度为70℃～100℃，浸出时间为2h～4h，分1～3段浸出。

4.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，分1～5次加热至沸腾，每次控制溶液沸腾的时间为3～6h。

5.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，当所述步骤(4)得到的溶液B中锌的质量小于镍、钴的质量之和的0.1％时，加碱调节溶液的pH≥9。

6.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，当所述步骤(4)得到的溶液B中锌的质量大于镍、钴的质量之和的0.1％时，加碱调节溶液的pH≥15。

7.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，采用喷雾干燥方法制备镍基正极材料的前驱体，使用乙酸溶解所述金属氢氧化物沉淀，补充的金属盐包括乙酸镍、乙酸钴、乙酸锰或乙酸铝中的一种或多种，将经乙酸溶解后得到的溶液在100℃～150℃条件下进行喷雾干燥制备得到所述目标前驱体。

8.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，采用喷雾热解方法制备所述目标前驱体，使用盐酸、乙酸或硝酸中的一种溶解所述金属氢氧化物沉淀，所述补充的金属盐中的阴离子应与酸中的阴离子保持一致，将经酸溶解得到的溶液在750℃～900℃条件下进行喷雾热解制备得到所述目标前驱体。

9.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(6)中，采用共沉淀方法制备所述目标前驱体，使用盐酸、硫酸或硝酸中的一种溶解所述金属氢氧化物沉淀，所述补充的金属盐中的阴离子应与酸中的阴离子保持一致，在50℃～60℃条件下，惰性气氛中，将碱液和氨水的混合溶液与金属氢氧化物沉淀经酸溶解得到的溶液混合，所得沉淀为制备得到的所述目标前驱体。

10.根据权利要求1所述的利用铜镍矿制备镍基正极材料的方法，其特征在于，所述步骤(7)中，高温烧结的温度为750℃～900℃。