高效金属分离一体化装置


科技成果简介

成果名称:高效金属分离一体化装置

所属领域: 废物资源化处理

成果简介:

近年来,随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展,作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长, 随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。在锂离子电池中各种金属在报废锂离子电池中占了相当大的比重,有的甚至已经超过了他们在天然矿石中所含的量,因此废旧的锂离子电池也被称为“城市矿山”。湿法冶金是目前废旧锂电池资源化回收常用的方法,主要是浸出过程和分离(萃取、沉淀)过程。目的是实现固态正极活性物质中的金属组分转移至溶液中,以便后续的分离和回收。其中钴和镍的分离提纯是该方法最关键的技术要点。

溶剂萃取法由于其操作条件易于控制、金属分离效果好、回收率高、机试剂可以循环利用、成本低等优点而被广泛应用于镍、钴的提取和分离。

本项目针对废旧锂电池浸出液体系含杂质较多的特点,通过实验分析比较,挑选出效率高、相对成本低的萃取剂。进而对传统处理工艺中存在的不足进行改进和优化,寻找出更简单、更经济的工艺流程。主要研究内容包括:

  1. 针对废旧锂电池电极材料酸浸出液,先萃取除铜,将铜以硫酸铜结晶或是阴极铜的形式进行回收;然后黄钠铁矾法除铁,碳酸氢铵法除铝;接着进行深度除杂;

  2. 深度除杂分别用1.0mol/LP204P350TPBN235的煤油溶液,从pH=3.0的钴镍溶液中萃取杂质,比较除杂效率,实验分析温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度,选择最优的工艺条件及最佳除杂萃取剂。

  3. 经过萃取除杂,溶液中杂质含量已很低,然后进行钴、镍分离。在不同浸出体系中分别选择P507Cyanex272IONQUEST®290作为钴、镍分离的萃取剂,分别考察萃取温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度对分离效果的影响,选择最优萃取剂及最佳工艺条件;

  4. 根据最佳工艺条件,完成中试装置的设计、搭建、组装及调试,并在相同的条件下(萃取温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度)考察达到相同的分离效率,P507Cyanex272IONQUEST®290三种萃取剂所需的萃取级数和萃取时间,综合考虑萃取剂成本、萃取级数、有机相配比等因素,分析比较三种萃取剂在实际使用过程中的性价比,为后续的市场推广奠定理论基础;同时根据中试结果,完成钴镍分离工艺及设备设计,得到各项最佳工艺参数,并进行成本核算;

  5. 根据中试结果及成本核算,在市场应用的基础上,完成成套工业化设备的生产、安装、调试等工作;进行IONQUEST®290的市场推广及所开发设备的市场开拓。

合作方式:

项目或成果合作服务方式(可多选)

(□专利权转让  □专利权许可  □技术转让  技术入股  

合作开发    □技术服务    □双方协商  □其它:

联系方式:

姓名:时鹏辉

电话:18801618059

E-mailshipenghui@shiep.edu.cn

照片资料:

实物照片:

萃取槽模型: