一种废旧电池的综合处理方法 |
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| 申请号 | CN201710567053.5 | 申请日 | 2017-07-12 | 公开(公告)号 | CN107285395A | 公开(公告)日 | 2017-10-24 |
| 申请人 | 合肥梵腾环保科技有限公司; | 发明人 | 李丹丹; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种废旧 电池 的综合处理方法，所述处理方法包括废旧电池筛分和预处理、 硫酸 镍铵的提取、硫酸亚 铁 的提取、二 氧 化锰的提取。本发明的综合处理方法提取和合成了硫酸镍铵、硫酸亚铁、硫酸钠、硫酸 铝 、硫酸锰、二氧化锰等多种 金属化 合物，通过对废旧电池进行二次利用，减少了环境污染，处理方法简单易行，成本低廉，回收了多种贵重金属资源，具有显著的经济效益。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种废旧电池的综合处理方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种废旧电池的综合处理方法技术领域[0001] 本发明涉及废旧电池处理技术领域，具体涉及一种废旧电池的综合处理方法。 背景技术[0002] 废旧电池中含有酸、碱、多种金属及重金属氧化物，随意丢弃的废旧电池会给土壤和地下水造成严重污染。对废旧电池进行处理，使得金属材料等资源得到回收利用，将有害物质进行无害化处理已经成为亟待解决的问题。目前，多采用冶炼和电解等冶金方法回收金属，不仅处理成本高，而且冶炼产生的废气排放和电解残留废渣会对环境造成污染。 发明内容[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种废旧电池的综合处理方法，该方法通过合理利用处理，对废旧电池进行二次利用，减少了环境污染，处理方法简单易行，成本低廉，回收了多种贵重金属资源，具有显著的经济效益。 [0004] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用； （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在40～50℃干燥至含水量小于5%，加入5～ 10wt%的氨水，调节pH至7～8，常温搅拌20～30min后，过滤，向滤液中缓慢滴加10～20wt%的硫酸溶液，减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于5～15℃结晶得到硫酸镍铵晶体； （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加10～20wt%的硫酸溶液，调节pH至2～3，再升温至60～70℃搅拌30～40min，过滤，滤饼干燥后减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液于-5～5℃重结晶得到硫酸亚铁晶体； （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入10～20wt%的硫酸溶液，调节pH至 3～4，0～8℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至60～80℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水，80～90℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应10～15小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗3～5次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0005] 优选地，所述步骤（1）选取镍铁电池与镍镉电池是由人工剔除铁皮包装的全封闭电池。 [0006] 优选地，所述步骤（1）电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为80～120kg/h。 [0008] 优选地，所述步骤（2）乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的5～10倍。 [0009] 优选地，所述步骤（3）减压浓缩的条件为真空度0.04～0.08MPa，温度60～80℃。 [0010] 优选地，所述步骤（3）环己烷和乙酸乙酯的体积比为3～6：1。 [0011] 优选地，所述步骤（4）氧化剂为过硫酸铵或高锰酸钾。 [0012] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：（1）本发明的废旧电池的综合处理方法，包括废旧电池筛分和预处理、硫酸镍铵的提取、硫酸亚铁的提取、二氧化锰的提取，提取和合成了硫酸镍铵、硫酸亚铁、硫酸钠、硫酸铝、硫酸锰、二氧化锰等多种金属化合物，通过对废旧电池进行二次利用，减少了环境污染，处理方法简单易行，成本低廉，回收了多种贵重金属资源，具有显著的经济效益。 [0013] （2）本发明的废旧电池的综合处理方法，通过氨水、硫酸等廉价的化学试剂，得到了多种贵重金属化合物，可以再次作为电池的材料，简化了工艺流程，使用湿法有效去除了汞、镉等毒性重金属，无二次污染。 具体实施方式[0014] 以下结合具体实施例对发明作进一步详细的描述。 [0015] 实施例1一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；人工剔除铁皮包装的全封闭电池，选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用；其中，电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为 80～120kg/h。 [0016] （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在45℃干燥至含水量小于5%，加入6wt%的氨水，调节pH至7.2，常温搅拌24min后，过滤，向滤液中缓慢滴加12wt%的硫酸溶液，在真空度0.03MPa、温度55℃条件下减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于10℃结晶得到硫酸镍铵晶体；乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的8倍。 [0017] （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加18wt%的硫酸溶液，调节pH至2，再升温至60℃搅拌30min，过滤，滤饼干燥后，在真空度0.04MPa、温度60℃的条件下减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液于-5℃重结晶得到硫酸亚铁晶体；其中，环己烷和乙酸乙酯的体积比为3：1。 [0018] （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入10wt%的硫酸溶液，调节pH至3，0℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至60℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水， 90℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应15小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗3次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0019] 实施例2一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；人工剔除铁皮包装的全封闭电池，选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用；其中，电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为 80～120kg/h。 [0020] （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在50℃干燥至含水量小于5%，加入10wt%的氨水，调节pH至7，常温搅拌30min后，过滤，向滤液中缓慢滴加20wt%的硫酸溶液，在真空度0.06MPa、温度50℃条件下减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于8℃结晶得到硫酸镍铵晶体；乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的7倍。 [0021] （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加17wt%的硫酸溶液，调节pH至2，再升温至70℃搅拌30min，过滤，滤饼干燥后，在真空度0.05MPa、温度70℃的条件下减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液0℃重结晶得到硫酸亚铁晶体；其中，环己烷和乙酸乙酯的体积比为5：1。 [0022] （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入18wt%的硫酸溶液，调节pH至3，5℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至75℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水，82℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应12小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗4次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0023] 实施例3一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；人工剔除铁皮包装的全封闭电池，选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用；其中，电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为 80～120kg/h。 [0024] （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在50℃干燥至含水量小于5%，加入10wt%的氨水，调节pH至8，常温搅拌30min后，过滤，向滤液中缓慢滴加10wt%的硫酸溶液，在真空度0.03MPa、温度56℃条件下减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于12℃结晶得到硫酸镍铵晶体；乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的8倍。 [0025] （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加16wt%的硫酸溶液，调节pH至3，再升温至60℃搅拌40min，过滤，滤饼干燥后，在真空度0.06MPa、温度70℃的条件下减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液于3℃重结晶得到硫酸亚铁晶体；其中，环己烷和乙酸乙酯的体积比为6：1。 [0026] （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入15wt%的硫酸溶液，调节pH至3.8，6℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至80℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水，80℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应14小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗5次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0027] 实施例4一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；人工剔除铁皮包装的全封闭电池，选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用；其中，电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为 80～120kg/h。 [0028] （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在43℃干燥至含水量小于5%，加入7wt%的氨水，调节pH至7.6，常温搅拌25min后，过滤，向滤液中缓慢滴加18wt%的硫酸溶液，在真空度0.05MPa、温度52℃条件下减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于10℃结晶得到硫酸镍铵晶体；乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的10倍。 [0029] （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加10wt%的硫酸溶液，调节pH至2，再升温至60℃搅拌40min，过滤，滤饼干燥后，在真空度0.04MPa、温度80℃的条件下减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液于2℃重结晶得到硫酸亚铁晶体；其中，环己烷和乙酸乙酯的体积比为5：1。 [0030] （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入20wt%的硫酸溶液，调节pH至3.8，6℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至75℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水，86℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应14小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗5次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0031] 实施例5一种废旧电池的综合处理方法，包括以下步骤： （1）废旧电池筛分和预处理：将回收的废旧电池进行磁选，筛选出镍铁电池、镍镉电池以及铁皮包装的全封闭电池，剩余的为锌锰电池、银锌电池、纽扣电池；人工剔除铁皮包装的全封闭电池，选取镍铁电池与镍镉电池，送入电池粉碎机粉碎，再除去塑料、金属固形物，放入清水中浸泡，过滤，滤饼备用；其中，电池粉碎机的空压机压力为1～5MPa，处理能力为 80～120kg/h。 [0032] （2）硫酸镍铵的提取：将步骤（1）的滤饼在50℃干燥至含水量小于5%，加入9wt%的氨水，调节pH至8，常温搅拌25min后，过滤，向滤液中缓慢滴加18wt%的硫酸溶液，在真空度0.05MPa、温度52℃条件下减压浓缩至体系减少1/3～1/2，加入适量乙醇，于10℃结晶得到硫酸镍铵晶体；乙醇的用量为减压浓缩后体系质量的10倍。 [0033] （3）硫酸亚铁的提取：将步骤（2）结晶后的母液，缓慢滴加10wt%的硫酸溶液，调节pH至3，再升温至55℃搅拌40min，过滤，滤饼干燥后，在真空度0.06MPa、温度80℃的条件下减压浓缩，冷却至室温后，使用环己烷和乙酸乙酯的混合溶液于2℃重结晶得到硫酸亚铁晶体；其中，环己烷和乙酸乙酯的体积比为6：1。 [0034] （4）二氧化锰的提取：将步骤（3）重结晶后的母液加入10wt%的硫酸溶液，调节pH至3.8，8℃结晶析出硫酸钠和硫酸铝晶体，过滤后滤液加热至75℃，析出硫酸锰晶体；硫酸锰晶体中加入去离子水，86℃下缓慢添加氧化剂，添加后继续反应15小时，得到棕黑色悬浊液，过滤，滤饼分别使用清水、乙醇淋洗5次，干燥后得到二氧化锰晶体。 [0035] 本发明的废旧电池的综合处理方法，包括废旧电池筛分和预处理、硫酸镍铵的提取、硫酸亚铁的提取、二氧化锰的提取，提取和合成了硫酸镍铵、硫酸亚铁、硫酸钠、硫酸铝、硫酸锰、二氧化锰等多种金属化合物，通过对废旧电池进行二次利用，减少了环境污染，处理方法简单易行，成本低廉，回收了多种贵重金属资源，具有显著的经济效益。 [0036] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为本发明的保护范围。 |
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