废旧动力电池回收通常包括预处理、浸出、分离或再生几个步骤,其中分离是废动力电池回收中的关键环节,也是目前废旧动力电池回收研究中的重点和难点。
废电池及三元材料经过预处理、浸出后,co、ni、mn及fe、zn、al、mg金属元素转移至液相中,形成三元液。
目前对于三元液的提纯一般采取水解沉淀法和溶剂萃取法,沉淀法除杂具有反应易控制、反应速度快、除杂效率高、沉淀渣易过滤、工艺简单、设备投资少等优点,具有很好的经济效益和环境效益。但沉淀法存在重金属共沉淀和吸附的问题,导致渣量大、重金属回收率低、渣资源化处理困难、车间作业环境差等问题。等
通过溶剂萃取法提纯三元液,由于co、ni、mn与 fe、zn、mg等杂质在萃取过程中萃取程度存在较大差距,一般需要使用多种萃取剂进行多步萃取才能完成,如果多步萃取在同一个产线上进行的话,就会产生多种萃取剂部分混合的情况,因为萃取剂间可以互溶,因此会严重影响萃取分离的效果,且互溶的萃取剂难以进行分离,因此会导致使用过的萃取剂无法循环回收利用,使生产成本增加,所以在现有技术中,每步萃取需要在不同的产线上完成,这就导致整个萃取流程长,除杂效率低。
采用溶剂萃取法提取镍钴锰,整个生产过程的工艺流程短、除杂效果好、金属回收率高,成本低,且无渣产生,不会造成渣资源化处理困难及环境污染问题。具体工艺流程为:
1、皂化。将萃取剂与稀释剂按比例混合得到有机相,有机相与皂化剂按比例混合,得到皂化有机相;
2、萃取镍。将皂化有机相与镍钴锰三元液使用CWL-M系列新型离心萃取机萃取,使ni以外的金属元素全部转移至皂化有机相中,萃取后得富含ni的萃余液与第一负载有机相;
3、酸洗分离除镁。将第一负载有机相用酸性溶液混合洗涤,控制洗涤终点ph为4-4.5,得富含mg的第一洗液与第二负载有机相;
4、酸洗分离锰钴。将第二负载有机相用酸性溶液混合洗涤,控制洗涤终点ph为2.5-3.0,得富co、mn的第二洗液与第三负载有机相;
5、反萃-溶剂回用。将第三负载有机相用酸性溶液反萃,得含有fe、zn、等杂质的反萃液和空白有机相。
其中,萃取+酸洗分离+反萃工段全部采用CWL-M系列新型离心萃取机,连续化运行,自动化程度高,萃取效率高,占地面积小,广泛应用于全国各地。