CN107739059A - 一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，主要包括以下步骤：高温高酸溶解、加水换热、氧化浸出、蒸发浓缩结晶、洗涤干燥。本发明得到的产品主要为电池级硫酸盐产品，钠、氮含量低，晶粒粒度分布大于2.0微米。该方法通过加水换热迅速降低反应温度，为放热的氧化反应提供了合适的温度，加快了氧化剂溶解金属物料的反应速率，这不仅缩短了目前工业上工艺的生产周期，能够大幅提高金属物料的利用率，而且减少了处理成本并具有高效稳定的特点。本发明的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法具有广阔的发展前景，并适用于以下有色重金属物料：铜、镍、钴、锌、铅和锡。
Description
技术领域
本发明涉及电池材料技术领域，特别是一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法。
背景技术
有色重金属包括有色金属中密度大于4.5g/cm3的有色金属，如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、汞等。而常见的有色重金属主要有铜、镍、钴、锌和铅。目前，随着新能源产业的不断升温，关于镍、钴、铅的关注度不断提高，以下将着重介绍镍钴金属。
有色重金属硫酸盐广泛应用于化工、轻工、机械、石油、电池等工业领域中，近年来，随着新材料、新能源产业的迅猛发展，电池材料及其制造技术不断更新替换，电池产业得到了长足发展。尤其受国家推广的新能源汽车产销量驱动，巨大刺激了对动力电池及相关材料的需求，而动力电池目前主要以三元材料电池为主，镍钴金属更是其中含量最高、作用最大的元素。因此国内成本较高的电解镍、钴的生产企业纷纷转型生产硫酸镍、硫酸钴产品。
我国目前生产工业级硫酸镍、硫酸钴的厂家有金川、吉恩、金珂以及一些以副产品出售的中小型企业。其中能生产电池级硫酸盐的厂家则是寥寥无几，工业级硫酸盐与电池级硫酸盐的差别在于杂质含量差别以及形貌颗粒要求，产业化生产电池级硫酸盐的原料不同，其工艺也大不相同。
目前最常见的原料就是有色重金属物料，主要采用三种方法溶解：1、直接酸浸法；2、电解法；3、热熔溶法。
直接酸浸法可以得到工业级硫酸盐，但由于硫酸或混酸与金属物料反应到一定程度后，酸度降低会影响其反应速率，因此该工艺方法虽处理成本较低，且简单方便；但其原料杂质要求较高，反应周期较长。电解法的生产效率较高、金属物料的利用率也较高，但工业化上需要更高的设备投入以及要求。热熔溶法主要通过高温处理，或者通过硫酸化焙烧，使有色重金属转化为硫酸盐，再通过加水溶解，得到含杂质的硫酸盐溶液，火法必会产生大量废气，而且能耗较高。因此要制备电池级硫酸盐产品，则必须对现有的方法进行升级并降低工艺成本。
中国发明专利CN101863520（一种多微孔超细高活性碳酸镍的制备方法）中采用混酸直接浸出的方法处理金属镍，然后通过高压CO2和沉淀剂制备碳酸镍。该方法中采用混酸溶解金属镍，会导致生成镍的复合盐，不适用于制备电池级硫酸钴的过程中，这不仅会添加杂质，而且混酸的阴离子夹杂会严重影响产品的品质。
现有的技术主要采用有色重金属物料直接酸浸的工艺方法生产电池级硫酸盐，该工艺生产溶解过程中不添加其他化学试剂，硫酸和盐酸溶解有色重金属的表面反应速率较慢，因此工业上采用硝酸或者高氯酸作为混合添加酸，而且在控制终点酸度时会加入氢氧化钠溶液调节，金属杂质含量不能得到保证。该工艺方法会造成以下缺点：1、生产周期较长、生产效率较低。2、工业级硫酸盐产品的钠、氮含量较高。3、对于有色重金属原料的纯度要求较高。4、有色重金属的利用率普遍不高。而电解法溶解有色重金属物料制备电池级硫酸盐产品的工艺则需要更高的设备投入以及操作难度更高。
发明内容
本发明的最主要目的在于提供了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，具有工艺操作简单、循环生产和成本低廉的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为4-8小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为80-120g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为3.0-6.0；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中90-110°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
进一步地，所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。
进一步地，步骤1中，所述保持温度为95-100℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为6-10mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.0-1.3:1。
进一步地，所述的氧化剂为双氧水或漂水。
进一步地，所述蒸发浓缩温度为95-98℃，冷却温度为35-40℃，浓缩终点为溶液波美度达到45-55℃。
本发明有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法具有如下有益的技术效果：
与现有工艺技术相比，本发明具有工艺周期更短、反应效率更高，节约时间以及减少处理成本的优点，浸出滤渣可循环返回第一步，而且蒸发母液也可循环至蒸发浓缩结晶段，实现了无污染、循环经济的理念，并且具有更好的适应性和稳定性。而与电解法相比，本发明的处理成本较低，设备的投入以及要求也会更低。因此，本发明的氧化浸出法提供了一种简单可行的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的工艺方法。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
实施例1
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为5小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为90g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为5；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中90-110°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
在本实施例中，所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。步骤1中，所述保持温度为99℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为9mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.1:1。所述氧化剂为双氧水或漂水。所述蒸发浓缩温度为96℃，冷却温度为38℃，浓缩终点为溶液波美度达到48℃。
实施例2
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为8小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为100g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为3.0；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中110°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
在本实施例中，所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。步骤1中，所述保持温度为98℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为6mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.3:1。所述氧化剂为双氧水或漂水。所述蒸发浓缩温度为96℃，冷却温度为35℃，浓缩终点为溶液波美度达到55℃。
实施例3
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为6小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为80g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为6.0；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中100°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
在本实施例中，所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。步骤1中，所述保持温度为95℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为10mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.15:1。所述氧化剂为双氧水或漂水。所述蒸发浓缩温度为95℃，冷却温度为40℃，浓缩终点为溶液波美度达到50℃。
实施例4
本发明公开了一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为4小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为120g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为4.5；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中90°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
在本实施例中，所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。步骤1中，所述保持温度为100℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为8mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.0:1。所述氧化剂为双氧水或漂水。所述蒸发浓缩温度为98℃，冷却温度为37℃，浓缩终点为溶液波美度达到45℃。
应用实施例1
步骤1、称量并在烧杯中加入金属镍（粉状）110g，加入7mol/L H+的硫酸溶液450mL，电热炉加热并保持温度在95°C，反应时间为4小时；
步骤2、加入纯水稀释至指定体积900mL，可调节氧化浸出反应温度约为65°C；
步骤3、在烧杯中持续加入双氧水，当终点pH值到达4.0时停止加入；
步骤4、固液分离后滤液放入浓缩烧杯中，加热蒸发浓缩至波美度为45度，冷却至35°C：
步骤5、采用离心机固液分离后，滤渣为硫酸镍晶体，取出后用95%的乙醇洗涤并在真空烘箱中90°C中烘干即可得到电池级硫酸镍产品。该产品的D50为2.0微米，化学成分如下表1所示：
表1 化学成分表
在本实施例中，所述的金属镍与H2SO4的摩尔比约为1.2，稀释至指定体积后镍的质量浓度约为100g/L，蒸发浓缩的温度保持为93°C，硫酸镍含量中NiSO4•H2O含量满足≥98%。
应用实施例2
步骤1、称量并在反应釜中加入金属钴（块状）2吨，加入9mol/L H+的硫酸溶液7m3，通入蒸汽加热并保持温度在93°C，反应时间为6小时；
步骤2、加入纯水稀释至指定体积15m3，调节氧化浸出反应温度约为60°C；
步骤3、在反应釜中持续加入漂水（HClO），当终点pH值到达3.5时停止加入；
步骤4、固液分离后滤液放入浓缩槽中，加热至90°C，蒸发浓缩至波美度为48度，冷却至40°C：
步骤5、采用离心机固液分离后，滤渣为硫酸钴晶体，取出后用95%的乙醇洗涤并在真空烘箱中100°C中烘干即可得到电池级硫酸钴产品。该产品的D50为2.5微米，化学成分如下表2所示；
表2 化学成分表
在本实施例中，所述的金属钴与H2SO4的摩尔比约为1.08，稀释至指定体积后钴质量浓度约为90g/L，蒸发浓缩的温度保持为95°C，硫酸钴产品中CoSO4•H2O含量满足≥99%。
应用实施例3
步骤1、称量并在反应釜中加入金属锌（粉状）5吨，加入9mol/L H+的硫酸溶液16m3，通入蒸汽加热并保持温度在90°C，反应时间为8小时；
步骤2、加入纯水稀释至指定体积40m3，调节氧化浸出反应温度约为70°C；
步骤3、在反应釜中持续加入双氧水，当终点pH值到达4.5时停止加入；
步骤4、固液分离后滤液放入浓缩槽中，加热至98°C，蒸发浓缩至波美度为55度，冷却至38°C：
步骤5、采用离心机固液分离后，滤渣为硫酸锌晶体，取出后用95%的乙醇洗涤并在真空烘箱中105°C中烘干即可得到电池级硫酸锌产品。该产品的D50为3.0微米，化学成分如下表3所示；
表3 化学成分表
在本实施例中，所述的金属锌与H2SO4的摩尔比约为1.06，稀释至指定体积后锌浓度约为110g/L，蒸发浓缩的温度保持为98°C，硫酸锌产品的ZnSO4•H2O含量满足≥98%。
应用实施例4
步骤1、称量并在反应釜中加入金属铅（粉状）4.5吨，加入6mol/L H+的硫酸溶液8m3，通入蒸汽加热并保持温度在90°C，反应时间为6小时；
步骤2、加入纯水稀释至指定体积25m3，调节氧化浸出反应温度约为50°C；
步骤3、在反应釜中持续加入双氧水，当终点pH值到达4.5时停止加入；
步骤4、固液分离后滤液放入浓缩槽中，加热至98°C，蒸发浓缩至波美度为55度，冷却至38°C：
步骤5、采用离心机固液分离后，滤渣为硫酸铅沉淀，取出后用95%的乙醇洗涤并在真空烘箱中105°C中烘干即可得到电池级硫酸铅产品。化学成分如下表4所示；
表4 化学成分表
在本实施例中，所述的金属铅与H2SO4的摩尔比约为1.12，稀释至指定体积后铅质量浓度约为150g/L，蒸发浓缩的温度保持为98°C，硫酸铅产品的PbSO4含量满足≥99.0%。
应用实施例5
步骤1、称量并在反应釜中加入金属铜（块状）4吨，加入7mol/L H+的硫酸溶液9.7m3，通入蒸汽加热并保持温度在90°C，反应时间为4小时；
步骤2、加入纯水稀释至指定体积25m3，调节氧化浸出反应温度约为50°C；
步骤3、在反应釜中持续加入双氧水，当终点pH值到达4.5时停止加入；
步骤4、固液分离后滤液放入浓缩槽中，加热至98°C，蒸发浓缩至波美度为55度，冷却至38°C：
步骤5、采用离心机固液分离后，滤渣为硫酸铜晶体，取出后用95%的乙醇洗涤并在真空烘箱中105°C中烘干即可得到电池级硫酸铜产品。该产品的D50为2.0微米，化学成分如下表5所示；
表5 化学成分表
在本实施例中，所述的金属铜与H2SO4的摩尔比约为1.25，稀释至指定体积后铜的质量浓度约为130g/L，蒸发浓缩的温度保持为98°C，硫酸铜产品的CuSO4•H2O含量满足≥98.0%。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、高温高酸溶解：称量有色重金属物料放入反应釜，通入蒸汽加热并保持温度，加入高浓度的硫酸溶液，反应时间为4-8小时；
步骤2、加水换热：加入纯水，稀释溶液至指定体积，调节氧化浸出反应的温度，指定体积的数值控制有色重金属的质量浓度为80-120g/L；
步骤3、氧化浸出：在反应釜中持续加入氧化剂，当到达终点pH值后停止加入氧化剂，所述终点pH值为3.0-6.0；
步骤4、固液分离，滤渣直接循环返回反应釜，滤液进入浓缩槽；
步骤5、蒸发浓缩结晶：加热蒸发浓缩，冷却析出硫酸镍晶体后固液分离，滤液返回浓缩槽；
步骤6、洗涤烘干：用95%的乙醇进行洗涤并在真空烘箱中90-110°C烘干后即得到电池级硫酸盐产品。
2.根据权利要求1所述的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，其特征在于：所述有色重金属物料的金属元素为铜、镍、钴、锌、铅和锡，所述有色重金属物料形状为块状或粉状，所述有色重金属物料中主要金属含量≥99.8%、杂质含量≤0.2%。
3.根据权利要求1或2所述的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，其特征在于：步骤1中，所述保持温度为95-100℃，所述高浓度酸溶液中H+浓度为6-10mol/L，其中金属物料与H2SO4的总摩尔比为1.0-1.3:1。
4.根据权利要求3所述的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，其特征在于：所述的氧化剂为双氧水或漂水。
5.根据权利要求4所述的有色重金属物料制备电池级硫酸盐的方法，其特征在于：所述蒸发浓缩温度为95-98℃，冷却温度为35-40℃，浓缩终点为溶液波美度达到45-55℃。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021105365A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Solvay Sa | A process for manufacturing nickel sulphate |
| CN113195418A (zh) * | 2018-12-20 | 2021-07-30 | 住友金属矿山株式会社 | 硫酸镍溶液的制造方法和制造装置 |
| WO2022053448A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | Northvolt Ab | Process for preparing battery grade metal sulphate solutions |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86108798A (zh) * | 1986-12-30 | 1988-08-03 | 戴元宁 | 锌矿全湿法制取硫酸锌及活性氧化锌 |
| KR20110038769A (ko) * | 2009-10-09 | 2011-04-15 | 주식회사 지앤에프 | 페로니켈슬러그를 이용한 고순도 황산니켈의 결정 제조방법 |
| JP2011126757A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | 硫酸ニッケル水溶液の製造方法 |
| CN102923795A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 赣州市豪鹏科技有限公司 | 硫酸镍的制备方法 |
| CN105271366A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-01-27 | 天津市化学试剂研究所有限公司 | 一种优级纯硫酸锌的制备方法 |
| CN106756051A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 山东飞源科技有限公司 | 从镍渣中回收硫酸镍的工艺 |
-
2017
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN86108798A (zh) * | 1986-12-30 | 1988-08-03 | 戴元宁 | 锌矿全湿法制取硫酸锌及活性氧化锌 |
| KR20110038769A (ko) * | 2009-10-09 | 2011-04-15 | 주식회사 지앤에프 | 페로니켈슬러그를 이용한 고순도 황산니켈의 결정 제조방법 |
| JP2011126757A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Jgc Catalysts & Chemicals Ltd | 硫酸ニッケル水溶液の製造方法 |
| CN102923795A (zh) * | 2012-11-22 | 2013-02-13 | 赣州市豪鹏科技有限公司 | 硫酸镍的制备方法 |
| CN105271366A (zh) * | 2014-06-25 | 2016-01-27 | 天津市化学试剂研究所有限公司 | 一种优级纯硫酸锌的制备方法 |
| CN106756051A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-31 | 山东飞源科技有限公司 | 从镍渣中回收硫酸镍的工艺 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113195418A (zh) * | 2018-12-20 | 2021-07-30 | 住友金属矿山株式会社 | 硫酸镍溶液的制造方法和制造装置 |
| CN113195418B (zh) * | 2018-12-20 | 2023-05-30 | 住友金属矿山株式会社 | 硫酸镍溶液的制造方法和制造装置 |
| WO2021105365A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Solvay Sa | A process for manufacturing nickel sulphate |
| WO2022053448A1 (en) * | 2020-09-09 | 2022-03-17 | Northvolt Ab | Process for preparing battery grade metal sulphate solutions |
| EP3967661B1 (en) * | 2020-09-09 | 2023-07-26 | Northvolt AB | Process for preparing battery grade metal sulphate solutions |
| EP4234496A3 (en) * | 2020-09-09 | 2023-10-25 | Northvolt AB | Process for preparing battery grade metal sulphate solutions |
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