氧化酸浸法从非对称电容电池中提取镍、钴和稀土

非对称电容电池兼具氢镍电池能量密度和非对称超级电容器功率密度的优势,具有广阔应用前景,从废弃非对称电容电池回收金属不仅是环境保护的需求,更是资源再生利用的需要。以H2O2为氧化剂从非对称电容电极负极材料中用氧化酸浸法提取镍、钴和稀土。研究了硫酸浸出过程中镍钴的浸出机制,发现当p H小于6.5时,Ni2+和Co2+具有较高的溶解度,且钴优先于镍浸出;同时研究了氧化剂用量、浸出温度、硫酸浓度、液固比和浸出时间等因素对非对称电容电极负极材料氧化酸浸过程中有价金属镍、钴和稀土浸出率的影响。结果表明,Ni,Co浸出率随温度升高而增加,在353 K时,浸出率均达到最大值,Ce则在常温下浸出效果较好;Ni,Co和Ce浸出率随氧化剂用量、硫酸浓度、液固比和浸出时间的增加而增大。最适宜的工艺条件为:硫酸浓度190 g·L-1,液固比为9∶1,H2O2用量8 ml,353 K温度下浸出20 min,流动水冷却到293 K,搅拌浸出90 min,Ni,Co和稀土的浸出率分别达99.4%,99.7%和96.5%。并提出了"硫酸钠回收稀土-苛碱回收镍钴"的后续分离净化流程,能有望应用于非对称电容电极负极材料及类似物料中有价金属的提取与分离的工业生产。     

制酸烧渣综合回收铜钴实验

利用沸腾焙烧得到的硫铁矿制酸烧渣为原料,进行了酸浸、铜萃取、除铁、沉钴、尾渣氰化等综合回收铜钴实验研究。实验结果表明,采用沸腾焙烧—酸浸—萃取—除铁沉钴工艺可得到合格的铁精粉;酸浸铜浸出率为70.08%,钴浸出率为60.07%;铜萃取率93.6%,反萃率93.8%;萃余液除铁率大于99.9%,沉钴率大于98.9%。     

镍精矿加压酸浸新工艺研究

研究了金川镍精矿加压一步全浸镍、钴、铜新工艺,浸出液中和除铜后萃取分离镍钴,镍、钴、铜的浸出率可分别达到99.5%、98%和98%以上。该工艺与硫酸选择性浸出相比具有金属浸出率高、分离彻底、易分别回收等优点。     

从印尼含镍红土矿中浸出镍、钴工艺试验研究

印尼某含镍红土矿属低镁褐铁矿型,镍主要赋存于褐铁矿中。研究了采用还原焙烧-氨浸、直接氨浸、加压酸浸、直接酸浸—沉矾除铁等工艺从红土矿中浸出镍和钴。结果表明:采用氨浸工艺,镍、钴浸出率较低;采用直接酸浸—沉矾除铁工艺,镍、钴浸出率均在80%~90%,而且浸出矿浆的过滤性能良好;采用加压酸浸工艺,镍、钴浸出率在90%以上。     

用溶剂萃取—沉淀法从废锂离子电池正极材料中回收钴镍锂

采用溶剂萃取—化学沉淀法从废锂离子电池正极材料中回收硫酸钴、氢氧化镍和氟化锂,比较了萃取剂P507和Cyanex272对钴、镍的萃取分离性能。试验结果表明:1-1-1型废锂离子电池正极材料浸出液经P204除锰后,用0.5 mol/L P507或0.6 mol/L Cyanex272经两级错流萃取钴,钴萃取率分别为98.21%和99.44%,镍共萃取率分别为24.42%和4.26%,锂共萃取率分别为15.84%和5.11%,Cyanex272对钴镍的萃取分离性能明显优于P507;P507和Cyanex272负载有机相分别用CoSO_4溶液和HAc-NaAc溶液洗脱共萃取的镍和锂,然后用硫酸反萃取钴,反萃取液中Co/Ni质量比分别为3 217(P507)和12 643(Cyanex272),蒸发结晶可得高纯硫酸钴;萃余液中的镍、锂分别用NaOH和HF沉淀,可得氢氧化镍和氟化锂固体。采用此方法,废锂离子电池正极材料中的钴、镍、锂都得到有效回收。     

富钴铜冶炼渣预浸—氧压浸出工艺研究

铜冶炼过程中产生的冶炼渣含有较多的铜、钴等有价金属,从冶炼渣中回收这些有价金属具有重要经济价值和环保意义。以Cu含量8.26%、Co含量1.52%的富钴铜冶炼渣为原料,采用预浸——氧压浸出工艺对其进行处理。系统考察了酸矿比、反应温度、反应时间、氧分压、液固比对Co、Cu、Fe浸出率/浸出效果的影响,得出最佳工艺条件为：液固比3、反应温度230℃、反应时间1.5 h、酸矿比350 kg/t、磨矿细度—0.074 mm占75%、氧分压0.2 MPa,在该条件下,Co、Cu、Fe浸出率分别达到98.38%、95.34%和2.07%。相较于常压浸出,该工艺能有效降低酸耗和浸液中铁离子浓度。     

废旧不锈钢衬底CIGS太阳能电池中回收钼的研究

废旧铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池芯片中的钼具有很高的回收价值，提出了“氧化酸浸—亚硫酸钠除硒—萃取”的方法回收不锈钢衬底CIGS太阳能电池芯片中的钼。结果表明，采用“双氧水+硫酸”能够浸出镀层中的金属元素，并对不锈钢衬底无伤害；考察了液固比和硫酸添加量对浸出的影响，在最优工艺条件下，废芯片中主要金属元素的浸出率达到95%以上；采用“N235+异辛醇+煤油”萃取酸浸液中的钼时，硒会被同时萃取，采用“亚硫酸钠+双氧水”沉硒后，钼萃取率能够达到98%以上，同时其他金属几乎不被萃取。为不锈钢衬底铜铟镓硒薄膜太阳能电池废芯片的处理提供了一种有效的方法。     

青海某硫铁尾矿综合回收利用试验研究

该尾矿先经过选矿得到合格精矿,精矿再通过沸腾焙烧-酸浸工艺得到合格铁精粉,其中焙烧温度为850℃,酸浸条件为:初始酸浓度为80g/L,液固比为2∶1,酸浸温度为80℃,酸浸时间为3h。酸浸后各主要组分含量分别为铁66.51%,硫0.11%,铜0.14%,钴0.044%;铜、钴的浸出率分别为70.08%、60.07%,有效地实现了该尾矿的综合回收利用。     

废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物酸浸技术研究

采用酸浸技术浸出废锂电三元正极材料和铝镍钴废磁钢混合物中的钴、镍、铜、锂和锰等有价元素,考察了两种废料质量比、反应温度、反应时间、硫酸浓度、液固比等对有价元素浸出率的影响。较优浸出工艺条件为:两废料质量比2.33∶1、硫酸浓度1.1mol/L、液固比6∶1、温度75℃、反应时间4h,在此条件下,钴、铜、镍、锂和锰浸出率均高于99.5%;在酸性条件下Fe~(3+)/Fe~(2+)构成氧化-还原闭路循环反应,促进了浸出反应的进行。该工艺资源利用率高、环境友好,可为综合回收废旧锂电池三元正极材料及铝镍钴废磁钢提供一条新的技术路线。     

氢氧化钠碱浸钴钼废催化剂综合回收研究

采用氢氧化钠碱浸、硫酸酸化分步沉淀法从废催化剂中回收Mo,Al,Bi,Co,Ni等有色金属。首先对废催化剂进行氢氧化钠一、二次碱浸,使氧化钼和氧化铝生成可溶性的盐与氧化铋、氧化钴、氧化镍分离,然后通过分段沉淀使钼和铝分离,制备钼酸铵和硫酸铝。其次对碱浸富集氧化铋、氧化钴和氧化镍渣,利用氢氧化物溶度积不同,采用分步沉淀―酸溶萃取法使钴、铋、镍得到有效分离。试验结果表明:球磨时间30 min、催化剂粒度小于74μm、氢氧化钠的加量为金属Mo和Al理论耗量的1.2倍、液固比选取4∶1、浸出温度90℃时,一次碱浸钼的浸出率可达96.25%,一次碱浸渣再次碱浸率可达99.50%。碱浸富集金属混合渣采用加热酸浸、氧化除铁,将滤液的pH控制在2左右使铋以氢氧化铋沉淀分离,控制pH为9.5,使镍、钴以氢氧化物形式沉淀,然后酸溶、萃取使钴镍分离。整个回收工艺中,钼和铝的总回收率分别为94.56%和96.89%。     

含铜难处理金精矿铜回收试验及工程化应用

采用配料—焙烧—酸浸—氰化工艺从含铜难处理金精矿中综合回收有价金属,铜、金、银的浸出率分别为95.15%、98.18%、65.20%。在实验室研究基础上开发出的金精矿独特配料技术,使得铜浸出率大幅提高,工程化应用后综合经济效益明显提升。     

从废高温镍钴合金中浸出镍和钴的试验研究

研究了采用"苏打焙烧-碱浸出铝、钼-氯气浸出钴、镍、铁等-TBP萃取除铁-中和水解除铬-P204萃取除微量杂质-N235萃取分离镍、钴"工艺处理废高温镍钴合金,重点考察了从废镍钴合金中浸出镍和钴,讨论了苏打焙烧温度和碱浓度对铝、钼浸出率的影响,碱浸渣氯气浸出电位、浸出时间、废合金粒度、添加剂的加入等因素对镍、钴浸出率的影响.试验确定了从废高温镍钴合金中浸出镍、钴的工艺优化条件.综合条件下,镍、钴平均浸出率分别为99.30%和97.67%,浸出渣中镍、钴质量分数平均为0.51%和0.44%.     

某硫精矿综合回收铜钴试验

针对某高硫含铜钴硫精矿开展焙烧—酸浸综合回收铜钴试验。研究表明,硫精矿通过掺入焙砂比例约25%,控制入料总硫品位30%左右,铜、钴、锌浸出率分别为88.08%、72.40%和100%。酸浸渣铁品位65.21%。浸出液通过萃取回收铜,萃余液氧化除铁,除铁后液一步沉淀得到富钴渣。     

还原焙烧分步浸出工艺从废旧锂离子电池中回收有价金属

以废旧三元正极材料作为原料,提出了还原焙烧与氨基磺酸浸出相结合的工艺,提高锂的回收效率,同时实现组分的分步分离回收。在焙烧温度650℃、碳用量10%、还原焙烧时间90 min条件下,三元正极材料被还原为Li₂CO₃、NiO、MnO、Ni、Co的混合物,还原焙烧产物分步浸出,水浸回收锂,酸浸回收镍、钴、锰。采用氨基磺酸浸出水浸渣,最佳酸浸条件：氨基磺酸浓度0.75 mol/L、浸出温度60℃、固液比28 g/L、浸出时间40 min,此条件下镍、钴、锰的浸出率分别可以达到98.77%、98.71%、98.45%。     

废钴酸锂和钴白合金联合酸浸试验研究

利用废钴酸锂的氧化性和钴白合金的还原性,采用联合酸浸的方式处理废钴酸锂和钴白合金。本研究考察浸出时间、浸出温度、浸出过程pH值、废钴酸锂和钴白合金质量比对钴、铜浸出率的影响,得出联合酸浸的最优条件为:浸出时间4h、浸出温度70℃、浸出过程p H控制范围0.9~1.1,废钴酸锂与钴白合金的质量比为2.6:1,此时钴的浸出率为99.71%,铜的浸出率为98.55%。     

用常压酸浸 — 溶剂萃取法从硫锰废渣中回收锰钴镍试验研究

研究了采用常压酸浸—溶剂萃取法从硫锰废渣中回收锰、钴、镍。结果表明:10 g电解锰净化渣中加入1.5 g铁粉和1.32 g MnO_2,在硫酸浓度0.54 mol/L、液料体积质量比5 mL/g、温度90℃条件下浸出1.5 h,锰、钴、镍浸出率分别为89.20%、98.86%和98.16%;浸出过程中无硫化氢逸出。然后,用碳酸钙调pH除铁及加氟化锰除钙,再用P204萃取锰,P507萃取分离钴和镍。适宜条件下,锰、钴、镍回收率分别为87.44%、81.05%和83.17%,有价金属得到有效分离回收。     

从废旧电池正极材料低酸浸出渣中高压酸浸钴镍锰锂试验研究

针对废旧电池正极材料低酸浸出渣常压酸浸钴、镍、锰生产效率低、回收率不高等问题,研究了采用高压酸浸工艺浸出有价金属,考察了硫酸浓度、液固体积质量比、温度、反应时间、还原剂种类及加入量对钴、镍、锰、锂浸出率的影响。结果表明:在硫酸浓度4.0mol/L、液固体积质量比8.0mL/g、温度140℃、反应时间120min、还原剂五水硫代硫酸钠用量0.5g/8g渣条件下,钴、镍、锰、锂浸出率均在99%以上,钴、镍金属损失率不到0.2%,且浸出渣可循环利用,具有较好的工业应用价值。     

难处理低品位铜钴矿的微生物浸出

以赞比亚某典型难处理低品位氧化铜钴矿为研究对象,配入适量硫化铜钴矿,采用人工调配的高效微生物浸矿菌群对铜钴矿进行微生物浸出,同时分别与摇瓶酸浸、搅拌酸浸和柱浸进行了对比.结果表明,采用微生物浸出难处理铜钴矿,随着温度升高和时间延长,铜浸出率增大.浸出温度为40℃时,微生物浸出铜浸出率为90.7%,高于摇瓶酸浸和搅拌酸浸浸出结束时浸出率(69.4%~73.2%)以及柱浸结束时浸出率(约85%).由于微生物浸出群落对该难处理铜钴矿作用时间周期较长,适用于堆浸生产.细菌的存在使得铁离子不断的在二价与三价间循环,通过具有强氧化性的Fe3+与硫化矿物相互作用,使得矿物分解,提高浸出率.     

从废旧锂离子电池中回收镍钴锰试验研究

研究了采用H₂SO₄+Na₂SO₃溶液从废旧锂电池正极材料中浸出有价金属镍、钴、锰,然后以共沉淀—固相法从浸出液中回收镍钴锰酸锂,考察了硫酸浓度、亚硫酸钠用量、浸出时间、温度和液固体积质量比对金属浸出率的影响。结果表明：在硫酸浓度2 mol/L、亚硫酸钠用量为理论量1.2倍、温度70℃、浸出时间90 min、液固体积质量比11 mL/1 g条件下,镍、钴、锰浸出率分别为98.21%、97.46%、96.87%;从浸出液中回收的镍钴锰酸锂结晶性良好,金属元素分布均匀,可用于制备电池正极。     

从铜阳极泥中氧压浸出有价金属试验研究

研究了采用3种加压氧化方式从铜阳极泥中浸出有价金属,考察了阳极泥中铜、碲、硒、银的走向。结果表明:直接氧压酸浸,阳极泥中的硒被部分浸出,不利于集中回收;氧压碱浸工艺流程长,工艺复杂,银被分散;水浸—氧压酸浸过程中,控制体系温度130℃,氧压0.8 MPa,铜浸出率达98.3%,碲浸出率为46.8%,硒浸出率仅0.11%,银集中在渣中,有利于下一步集中回收。3种工艺中,以水浸—氧压酸浸效果最佳。