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CN106803607A - 废旧镍氢电池的回收处理工艺 - Google Patents

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CN106803607A CN201710097235.0A CN201710097235A CN106803607A CN 106803607 A CN106803607 A CN 106803607A CN 201710097235 A CN201710097235 A CN 201710097235A CN 106803607 A CN106803607 A CN 106803607A
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CN
China
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waste nickel
batteries
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hydrogen battery
hydrogen
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张有新
张亚斌
陶冶
王甲琴
常雪洁
王红忠
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Lanzhou Jinchuan Technology Park Co ltd
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LANZHOU JINCHUAN KELIYUAN BATTERY CO Ltd
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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    • H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract

本发明提供了一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，将物料废旧镍氢电池、还原剂、硫化剂和造渣剂按一定比例加入到石墨坩埚中混合均匀，之后将装有物料的石墨坩埚置于焙烧装置中，焙烧装置开始逐步升温至1450～1600℃并保温一定时间，直至废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，最后冷却取出混合产品。本发明的废旧镍氢电池的回收处理工艺，工艺简单新颖，无需对电池进行破碎分解，无需特别的工艺环境。

Description

废旧镍氢电池的回收处理工艺
技术领域
本发明涉及一种回收处理工艺，特别涉及一种废旧镍氢电池的回收处理工艺。
背景技术
在众多电池中，镍氢电池由于电极材料不含镉、铅、汞等对环境造成极大危害的重金属元素而号称“环保电池”，但随着国际社会对环境保护要求的不断提高，对于废弃物中有可能危及生态环境的Ni、Cr、V等元素的限制将会越来越严格。一些跨国公司都建有自己的电池回收体系，各国环境保护法对金属排放量的严格限制必然促进镍氢电池的回收。
废旧镍氢电池的回收主要有火法回收工艺和湿法回收工艺，火法回收后有价金属镍形成镍铁合金，而稀土转入炉渣中，再次回收较为困难；湿法回收后产品出路较多，有价金属镍可以做成电解镍或硫酸镍结晶，稀土以复盐形式回收，可以再次利用。而目前湿法回收工艺浸出前要对废旧镍氢电池进行预处理，主要技术路线是将废旧镍氢电池利用机械破壳去除钢壳，然后再破碎，并且分选出其中的隔膜纸，从而得到电极物料，进一步浸出等湿法回收。此预处理工艺路线较复杂，而且破壳设备易磨损，维护成本高，破壳效率较低。因此，寻找一套完整的可以与湿法工艺匹配的废旧镍氢电池预处理工艺成为当前一个主要课题。
发明内容
本发明旨在提供一种工艺简单、新颖、无需电池预先破碎的废旧镍氢电池的回收处理工艺。
本发明通过以下方案实现：
一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，将物料废旧镍氢电池、还原剂、硫化剂和造渣剂按一定比例加入到石墨坩埚中混合均匀，之后将装有物料的石墨坩埚置于焙烧装置中，焙烧装置开始逐步升温至1450～1600℃并保温一定时间，直至废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，最后冷却取出混合产品。一般情况下，在焙烧装置中的保温时间控制在1h以上即可将废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，考虑到工作效率，保温时间一般控制为1～3h即可。在生产过程中考虑到方便性，也可先将石墨坩埚先置于焙烧装置中逐步升温至工艺温度，然后再往石墨坩埚中加入物料，之后保温反应。
进一步地，所述还原剂的用量为废旧镍氢电池加入量的10～15％；所述硫化剂的用量为废旧镍氢电池加入量的20～25％；所述造渣剂的用量为废旧镍氢电池加入量的25～30％。
所述还原剂为活性炭，所述硫化剂为单质硫，所述造渣剂为氧化钙和二氧化硅的混合物，氧化钙与二氧化硅的质量比为(5～7)：(8～10)。
进一步地，所述焙烧装置为电阻炉、熔炼炉、电弧炉中的一种。
本发明的废旧镍氢电池的回收处理工艺，工艺简单、新颖，省去了废旧镍氢电池的破碎分离步骤，直接将电池置于焙烧装置中与还原剂、硫化剂等进行反应即可，且焙烧条件简单，无需气体保护，且在常压下进行即可。本发明的废旧镍氢电池的回收处理工艺得到的混合产品易破碎，可以用硫酸直接浸出，为后续进一步使用湿法工艺分离提纯回收其中的有价金属镍、钴及稀土提供有利条件；常规的做法一般是将混合产品使用硫酸浸出，浸出液使用常规工艺如通过硫酸钠沉淀回收稀土，将除去稀土后的溶液使用常规工艺如经黄钠铁矾除铁后萃取净化分离回收镍、钴金属。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于实施例之表述。
实施例1
一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，称取40kg废旧镍氢电池，活性炭按废旧镍氢电池加入量的13％称取，单质硫按废旧镍氢电池加入量的20％称取，氧化钙和二氧化硅的总用量按废旧镍氢电池加入量的30％且氧化钙和二氧化硅的质量比为7：8称取，将称取好的物料废旧镍氢电池、活性炭、单质硫、氧化钙和二氧化硅加入到石墨坩埚中混合均匀，之后将装有物料的石墨坩埚置于电阻炉中，电阻炉开始逐步升温至1450℃并保温2h，此时废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，最后冷却取出混合产品。
将上述工艺得到的混合产品使用XRD检测，其主要组成成分的含量如表1所示，其主要成分元素含量如表2所示。
表1混合产品主要组成成分含量
表2混合产品主要成分元素含量
实施例2
一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，其制作方法与实施例1中的废旧镍氢电池的回收处理工艺相类似，其不同之处在于：
1、活性炭按废旧镍氢电池加入量的10％称取，单质硫按废旧镍氢电池加入量的23％称取，氧化钙和二氧化硅的总用量按废旧镍氢电池加入量的27％且氧化钙和二氧化硅的质量比为6：9称取；
2、焙烧装置为熔炼炉，熔炼炉逐步升温至1500℃并保温1.5h。
将上述工艺得到的混合产品使用XRD检测，其主要组成成分的含量如表3所示，其主要成分元素含量如表4所示。
表3混合产品主要组成成分含量
表4混合产品主要成分元素含量
实施例3
一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，其制作方法与实施例1中的废旧镍氢电池的回收处理工艺相类似，其不同之处在于：
1、活性炭按废旧镍氢电池加入量的15％称取，单质硫按废旧镍氢电池加入量的25％称取，氧化钙和二氧化硅的总用量按废旧镍氢电池加入量的25％且氧化钙和二氧化硅的质量比为5：10称取；
2、焙烧装置为电弧炉，电弧炉逐步升温至1600℃并保温1h。
将上述工艺得到的混合产品使用XRD检测，其主要组成成分的含量如表5所示，其主要成分元素含量如表6所示。
表5混合产品主要组成成分含量
表6混合产品主要成分元素含量

Claims (5)

1.一种废旧镍氢电池的回收处理工艺，其特征在于：将物料废旧镍氢电池、还原剂、硫化剂和造渣剂按一定比例加入到石墨坩埚中混合均匀，之后将装有物料的石墨坩埚置于焙烧装置中，焙烧装置开始逐步升温至1450～1600℃并保温一定时间，直至废旧镍氢电池中的金属Ni、Co、Fe形成硫化物或复合硫化物、稀土元素形成化合物，最后冷却取出混合产品。
2.如权利要求1所述的废旧镍氢电池的回收处理工艺，其特征在于：所述还原剂的用量为废旧镍氢电池加入量的10～15％；所述硫化剂的用量为废旧镍氢电池加入量的20～25％；所述造渣剂的用量为废旧镍氢电池加入量的25～30％。
3.如权利要求1或2所述的废旧镍氢电池的回收处理工艺，其特征在于：所述还原剂为活性炭，所述硫化剂为单质硫，所述造渣剂为氧化钙和二氧化硅的混合物，氧化钙与二氧化硅的质量比为(5～7)：(8～10)。
4.如权利要求1或2所述的废旧镍氢电池的回收处理工艺，其特征在于：所述焙烧装置为电阻炉、熔炼炉、电弧炉中的一种。
5.如权利要求3所述的废旧镍氢电池的回收处理工艺，其特征在于：所述焙烧装置为电阻炉、熔炼炉、电弧炉中的一种。
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