[go: up one dir, main page]

RU2178931C1 - Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry - Google Patents

Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry Download PDF

Info

Publication number
RU2178931C1
RU2178931C1 RU2000127932/09A RU2000127932A RU2178931C1 RU 2178931 C1 RU2178931 C1 RU 2178931C1 RU 2000127932/09 A RU2000127932/09 A RU 2000127932/09A RU 2000127932 A RU2000127932 A RU 2000127932A RU 2178931 C1 RU2178931 C1 RU 2178931C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nickel
manufacturing
solution
oxide hydrate
impurities
Prior art date
Application number
RU2000127932/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Р. Геллерштейн
М.В. Клементьев
Б.Э. Затицкий
Е.С. Толыпин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Компания Сезар"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Компания Сезар" filed Critical Закрытое акционерное общество "Компания Сезар"
Priority to RU2000127932/09A priority Critical patent/RU2178931C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2178931C1 publication Critical patent/RU2178931C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; manufacture of components of electrode active masses for alkaline storage batteries. SUBSTANCE: proposed method consists in using new raw material-powder of lamellae obtained due to crushing and grinding lamellar Ni-electrodes of waste alkaline batteries. Mixture of ground positive lamellar nickel electrodes at size of particles not exceeding 2.5 mm is subjected to leaching in acid medium to content of ions Ni2+ in solution 60 - 100 g/l followed by cleaning solution from iron, magnesium and calcium admixtures and hydrometallurgical processing into ferrous hydroxide. EFFECT: enhanced ecological safety; improved quality of nickelous hydroxide. 9 cl, 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для изготовления гидрата закиси никеля (ГЗН) - основного компонента активной массы никелевых электродов щелочных аккумуляторов. The invention relates to electrical engineering and can be used for the manufacture of nickel oxide hydrate (GZN) - the main component of the active mass of nickel electrodes of alkaline batteries.

Промышленный способ изготовления основной компоненты активной массы никелевых электродов щелочных аккумуляторов - ГЗН - основан на реакции обмена между сернокислым никелем, полученным выщелачиванием в серной кислоте предварительно подготовленного путем дробления и размельчения никелевого файнштейна, и едким натром (см. , например, М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин, Ф. Ф. Томашевский. Производство электрических аккумуляторов. M. , 1970, с. 294) в соответствии с реакцией:
NiSO4+2NaOH = Ni(OH)2+Na2SO4 (1)
Суспензия ГЗН, жидкой фазой которой является раствор сернокислого натрия с небольшим содержанием щелочи, проходит ряд обработок: фильтрацию, первую сушку, отмывку от ионов, вторую сушку, размол. В соответствии с технологической инструкцией по производству ГЗН (Минцветмет СССР, Главникелькобальт, Комбинат Южуралникель, 1974) сульфат никеля из никелевого файнштейна получают путем автоклавного растворения. Исходный файнштейн крупного дробления (60-100 мкм) имеет следующий химический состав, мас. %: Ni - 75-80, Co - 0,3-0,5, Fe - 0,2-0,5, Cu - не более 25. Пульпу измельченного файнштейна с соотношением Т: Ж= 1: 5-1: 8 и крупностью помола ≅74 мкм подвергают окислительному растворению в серной кислоте с кислородно-воздушной смесью с содержанием кислорода 60-80±5% об при повышенной температуре 140±10oС и давлении 12±2 атм. Окисление сульфидов файнштейна производится газообразным кислородом, который расходуется из кислородно-воздушной смеси. Сульфиды никеля, кобальта, железа и меди, а также никель металлический окисляются до сульфатов и в таком виде переходят в раствор. Готовый никелевый раствор очищают от меди никелевым порошком. Процесс цементации ведется до содержания меди - 0,03 г/л. От кобальта и железа никелевый раствор после цементации очищают черными гидратами с активностью 20-30%. Растворы сульфата никеля, откачиваемые в гидратное отделение, должны удовлетворять следующим требованиям:
Ni - 60-120 г/л, Со - 0,1-0,2 г/л,
Fe - 0,01-0,05 г/л, Сu - не более 0,03 г/л
Известный способ изготовления ГЗН, наиболее близкий к заявляемому (М. А. Дасоян, В. В. Новодережкин, Ф. Ф. Томашевский. Производство электрических аккумуляторов. М. , 1970, с. 294), является высоко энергоемким и длительным, поскольку включает стадии переработки природного сырья, что повышает его стоимость и ведет к сокращению ресурсов природных ископаемых.
An industrial method of manufacturing the main component of the active mass of nickel electrodes of alkaline batteries - GB - is based on the exchange reaction between nickel sulfate obtained by leaching in sulfuric acid previously prepared by crushing and grinding nickel Feinstein and caustic soda (see, for example, M. A. Dasoyan , VV Novoderezhkin, FF Tomashevsky. Production of electric batteries. M., 1970, S. 294) in accordance with the reaction:
NiSO 4 + 2NaOH = Ni (OH) 2 + Na 2 SO 4 (1)
A suspension of GBN, the liquid phase of which is a solution of sodium sulfate with a low alkali content, undergoes a number of treatments: filtration, first drying, washing from ions, second drying, grinding. In accordance with the technological instructions for the production of GZN (Ministry of Colors of the USSR, Glavnikelkobalt, Combine Yuzhuralnickel, 1974), nickel sulfate from nickel matte is obtained by autoclave dissolution. The original Feinstein coarse crushing (60-100 microns) has the following chemical composition, wt. %: Ni - 75-80, Co - 0.3-0.5, Fe - 0.2-0.5, Cu - no more than 25. Pulp of crushed Feinstein with the ratio T: W = 1: 5-1: 8 and a grinding size of ≅74 μm is subjected to oxidative dissolution in sulfuric acid with an oxygen-air mixture with an oxygen content of 60-80 ± 5% vol at an elevated temperature of 140 ± 10 o C and a pressure of 12 ± 2 atm. Feinstein sulfides are oxidized by gaseous oxygen, which is consumed from the oxygen-air mixture. Sulfides of nickel, cobalt, iron and copper, as well as metallic nickel are oxidized to sulfates and in this form pass into solution. The finished nickel solution is purified from copper with nickel powder. The cementation process is carried out to a copper content of 0.03 g / l. After cementation, the nickel solution is purified from cobalt and iron by black hydrates with an activity of 20-30%. Nickel sulfate solutions pumped into the hydration compartment must meet the following requirements:
Ni - 60-120 g / l, Co - 0.1-0.2 g / l,
Fe - 0.01-0.05 g / l, Cu - not more than 0.03 g / l
A known method of manufacturing GBV, closest to the claimed (M. A. Dasoyan, V. V. Novoderezhkin, F. F. Tomashevsky. Production of electric batteries. M., 1970, S. 294), is highly energy-intensive and time-consuming, since it includes stages of processing of natural raw materials, which increases its cost and leads to a reduction in natural resources.

Задачей заявляемого решения является создание экономной технологии, позволяющей улучшить экологию окружающей среды и получить ГЗН высокого качества. The objective of the proposed solution is to create cost-effective technology to improve the ecology of the environment and to obtain high-quality GBV.

Технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления ГЗН, включающем выщелачивание Ni-содержащего сырья, очистку полученного раствора сульфата никеля от примесей, синтез ГЗН, отделение ГЗН, первую сушку, отмывку от сульфат-ионов, вторую сушку, размол, в качестве Ni-содержащего сырья используют ламельный порошок никелевых электродов отработанных щелочных аккумуляторов дисперсностью не более 2,5 мм, который выщелачивают до содержания ионов Ni+2 в растворе 60-100 г/л, после чего очищают раствор от примесей магния, кальция и железа.The technical result is achieved due to the fact that in the manufacturing method of GBS, including leaching of Ni-containing raw materials, purification of the obtained nickel sulfate solution from impurities, GBS synthesis, separation of GBS, first drying, washing from sulfate ions, second drying, grinding, as Ni-containing raw material powder used lamellar nickel electrodes of alkaline batteries exhaust dispersity not more than 2.5 mm, which is leached with a content of Ni +2 ions in a solution of 60-100 g / l, after which the solution was purified by the impurities of magnesium, calcium and the eza.

Проведенные авторами исследования позволили установить, что ламельный порошок никелевых электродов отработанных щелочных аккумуляторов дисперсностью не более 2,5 мм является сырьем, пригодным для получения с меньшими энергетическими и сырьевыми затратами высококачественного раствора сульфата никеля, из которого в конечном итоге получают ГЗН более высокого качества чем по известной технологии с использованием никелевого файнштейна. Порошок ламелей, полученный дроблением и измельчением ламельных Ni-электродов, содержит преимущественно Ni(OH)2, графит, примеси Са, Mg, Fe и Ni+3 в виде NiOOH, который является естественным окислителем в процессе выщелачивания ламельного порошка серной кислотой и последующей очистки от примесей и вследствие этого позволяет уменьшить энергозатраты и затраты сырья (исключить введение О2 или другого окислителя).The studies conducted by the authors made it possible to establish that the lamellar powder of nickel electrodes of spent alkaline batteries with a dispersion of not more than 2.5 mm is a raw material suitable for producing a high-quality nickel sulfate solution with lower energy and raw material costs, from which ultimately obtained GBS of higher quality than well-known technology using nickel matte. The lamella powder obtained by crushing and grinding lamellar Ni electrodes contains mainly Ni (OH) 2 , graphite, Ca, Mg, Fe, and Ni +3 impurities in the form of NiOOH, which is a natural oxidizing agent in the process of leaching lamellar powder with sulfuric acid and subsequent purification from impurities and, as a result, reduces the energy and raw material costs (exclude the introduction of O 2 or another oxidizing agent).

Сущность изобретения состоит в том, что для изготовления ГЗН используют новое сырье - порошок ламелей, полученный дроблением и измельчением ламельных Ni-электродов отработанных щелочных аккумуляторов. Заявляемое решение неизвестно из уровня техники, а достигаемый результат не вытекает очевидным образом из известной информации. Таким образом, можно сделать вывод, что изобретение соответствует критериям новизны и изобретательского уровня. The essence of the invention lies in the fact that for the manufacture of GBS use a new raw material - lamella powder obtained by crushing and grinding lamellar Ni-electrodes of spent alkaline batteries. The claimed solution is unknown from the prior art, and the achieved result does not follow in an obvious way from the known information. Thus, we can conclude that the invention meets the criteria of novelty and inventive step.

При наличии металлической составляющей в порошке (например, в случае дробления металлической арматуры вместе с ламелями или при содержании Fe, равном или более 3 мас. %) предварительно производят отделение металлической компоненты, например методом магнитной сепарации. If there is a metal component in the powder (for example, in the case of crushing of metal reinforcement together with lamellas or when the Fe content is equal to or more than 3 wt.%), The metal component is preliminarily separated, for example, by magnetic separation.

Далее процесс осуществляют по технологии, включающей следующие стадии:
1. Выщелачивание исходного порошка или продукта, полученного после отделения металлической составляющей, серной кислотой;
2. Очистка полученного раствора сульфата никеля от ионов Fe;
3. Очистка раствора сульфата никеля от примесей щелочноземельных металлов - Са и Mg;
Очищенный раствор сульфата никеля имеет следующий состав:

Figure 00000001

Необходимо указать также, что подвергаемый переработке по известной технологии никелевый файнштейн должен иметь дисперсность порядка 70 мкм. В то же время наибольший размер частиц исходного сырья ламельного порошка - по заявляемой технологии составляет 2,5 мм и более тонкого измельчения - до микронного размера не требуется.Further, the process is carried out by technology, including the following stages:
1. Leaching of the original powder or product obtained after separation of the metal component, sulfuric acid;
2. Purification of the resulting solution of Nickel sulfate from Fe ions;
3. Purification of a solution of nickel sulfate from impurities of alkaline earth metals - Ca and Mg;
The purified nickel sulfate solution has the following composition:
Figure 00000001

It must also be indicated that the nickel matte to be processed according to the known technology should have a dispersion of the order of 70 microns. At the same time, the largest particle size of the feedstock of the lamella powder - according to the claimed technology is 2.5 mm and finer grinding - up to micron size is not required.

Далее проводят синтез ГЗН по реакции (1) в соответствии с технологией, описанной например в книге М. А. Дасояна и др. Производство электрических аккумуляторов. М. , 1970, с. 294, с добавлением гидрата окиси бария или хлорида бария, переходящего в сульфат бария по обменной реакции и изоморфно распределенного по объему ГЗН. Next, the synthesis of GBV is carried out according to reaction (1) in accordance with the technology described, for example, in the book of M. A. Dasoyan and others. Production of electric batteries. M., 1970, p. 294, with the addition of barium oxide hydrate or barium chloride, which is converted to barium sulfate by the exchange reaction and isomorphically distributed over the volume of GBS.

Полученный ГЗН отжимают на фильтр-прессе до остаточной влажности не более 59% и подвергают 1-й сушке до остаточной влажности 10-20%. Сушку можно производить в роторных вакуумных сушилках и полочных шкафах перегретым паром до температуры 140-160oС. Перед второй сушкой производится отмывка сульфат и хлорид ионов до содержания сульфат-ионов не более 0,9% по отношению к содержанию никеля в продукте. Вторую сушку проводят до остаточной влажности не более 3-5%, например в полочных вакуумных сушильных шкафах перегретым до 120-140oС паром. Готовый продукт подвергают измельчению, рассеву и классификации.The resulting GBV is squeezed on a filter press to a residual moisture content of not more than 59% and subjected to 1st drying to a residual moisture content of 10-20%. Drying can be done in rotary vacuum dryers and shelf cabinets with superheated steam to a temperature of 140-160 o C. Before the second drying, sulfate and chloride ions are washed to a sulfate ion content of not more than 0.9% relative to the nickel content in the product. The second drying is carried out to a residual moisture content of not more than 3-5%, for example, in shelf vacuum drying ovens with steam superheated to 120-140 o С. The finished product is subjected to grinding, sieving and classification.

Полученный ГЗН имеет следующий состав:
Ni+Co - не менее 58,5 мас. %
Fe/Ni - менее 0,07%
Mg/Ni - менее 0,07%
Si/Ni - менее 0,1%
NiO/Ni - менее 0,2%
(SO42+Сl-)/Ni - менее 0,9%
в т. ч. Сl-/Ni - менее 0,1%
Выщелачивание проводят до содержания ионов Ni2+ в растворе 60-100 г/л в одну стадию, а в условиях непрерывного производства выщелачивание порошка никелевых ламелей производят в несколько стадий, используя оборотный кислый раствор, полученный при выщелачивании предыдущей партии ламелей, серную кислоту и новый порошок ламелей. Часть полученного раствора после отстаивания и декантации направляют на переработку в ГЗН, а сгущенный остаток выщелачивают в том же аппарате. Полученный нерастворимый осадок направляют в отвал, а фильтрат - на выщелачивание следующей порции ламелей.
The resulting GBV has the following composition:
Ni + Co - not less than 58.5 wt. %
Fe / Ni - less than 0.07%
Mg / Ni - less than 0.07%
Si / Ni - less than 0.1%
NiO / Ni - less than 0.2%
(SO 4 2+ Сl - ) / Ni - less than 0.9%
including Сl - / Ni - less than 0.1%
Leaching is carried out to the content of Ni 2+ ions in a solution of 60-100 g / l in one stage, and under continuous production conditions, the leaching of nickel lamella powder is carried out in several stages using a reverse acidic solution obtained by leaching a previous batch of lamellas, sulfuric acid and new lamella powder. A portion of the resulting solution after settling and decantation is sent for processing to GBZ, and the condensed residue is leached in the same apparatus. The resulting insoluble precipitate is sent to the dump, and the filtrate is leached to the next portion of the lamellas.

Далее полученный раствор сульфата никеля очищают от ионов Fе2+, используя Ni3+ в качестве окислителя при добавлении щелочи при pН= 3-5, в соответствии со следующими реакциями:
Fe2++Ni3+ --> Fe3++Ni2+ (2)

Figure 00000002

От примесей щелочноземельных земельных металлов кальция и магния раствор очищают с помощью фторид ионов в соответствии с реакциями:
Figure 00000003

Figure 00000004

В качестве источника фторид-ионов используют плавиковую кислоту или соль NaF.Next, the resulting Nickel sulfate solution is purified from Fe 2+ ions , using Ni 3+ as an oxidizing agent when alkali is added at pH = 3-5, in accordance with the following reactions:
Fe 2+ + Ni 3+ -> Fe 3+ + Ni 2+ (2)
Figure 00000002

The solution is purified from alkaline earth earth metals calcium and magnesium by ion fluoride in accordance with the reactions:
Figure 00000003

Figure 00000004

Hydrofluoric acid or NaF salt is used as the source of fluoride ions.

Оптимальные режимы гидрометаллургической переработки полученного раствора сульфата никеля следующие. The optimal modes of hydrometallurgical processing of the resulting nickel sulfate solution are as follows.

1. Синтез ГЗН путем обработки щелочью NaOH плотностью 1,45 г/см3 с добавлением Ва(ОН)2 или BaCl2 при Т= 60-100oС. Раствор сульфата никеля порциями вливают в щелочь, находящуюся в реакторе синтеза ГЗН. Синтез ГЗН протекает в соответствии с реакцией (1):
Избыточная щелочность пульпы контролируется титрованием фильтрата раствора серной кислоты в присутствии индикатора и должна быть 7- 9 г/л.
1. The synthesis of GBS by treatment with alkali NaOH with a density of 1.45 g / cm 3 with the addition of Ba (OH) 2 or BaCl 2 at T = 60-100 o C. The solution of Nickel sulfate is poured in portions into the alkali in the reactor for the synthesis of GBS. The synthesis of GBN proceeds in accordance with reaction (1):
Excess alkalinity of the pulp is controlled by titration of the filtrate of a solution of sulfuric acid in the presence of an indicator and should be 7-9 g / l.

Суспензию соединения бария дозируют из расчета 1,7-2,7% бария к осажденному никелю. Пульпу для уменьшения вязкости подогревают до Т= 75-85oС.A suspension of barium compounds is dosed at a rate of 1.7-2.7% of barium to precipitated nickel. The pulp to reduce viscosity is heated to T = 75-85 o C.

2. Отделение ГЗН производят на фильтр-прессе при давлении 8-12 атм, Т= 70-75oС. Влажность гидрата с фильтр-пресса не превышает 59%. После окончания фильтрации осадок подается на шинкование.2. The separation of GBV is carried out on a filter press at a pressure of 8-12 atm, T = 70-75 o C. The moisture content of the hydrate from the filter press does not exceed 59%. After filtration is completed, the precipitate is sent for shredding.

3. Первую сушку измельченного ГЗН производят в сушильных барабанах или шкафах перегретым паром. Влажность продукта не превышает 20%, Т= 140-160oС.3. The first drying of the crushed GBV is carried out in drying drums or cabinets with superheated steam. The moisture content of the product does not exceed 20%, T = 140-160 o C.

4. Для отмывки от ионов SO42- и Сl- подсушенный ГЗН подается ковшовым элеватором в бункер, откуда системой гидротранспорта смывается на нутч-фильтры для отмывки от солей умягченной водой с температурой 80-85oС. Отмытый ГЗН выгружается с помощью механического опрокидывателя в бункер, далее гидрат вручную выгружается на транспортер для подачи на вторую сушку.4. For the washing of ions SO 4 2- and Cl - podsushenny of OH supplied by bucket elevator into a hopper, from which hydraulic transport system is washed off with suction filters for cleaning from salts of softened water at 80-85 o C. The washed of OH discharged via mechanical tippler into the hopper, then the hydrate is manually discharged onto the conveyor for feeding to the second dryer.

5. Вторую сушку производят в барабанных сушилах или шкафах перегретым паром при Т= 120-140oС. Гидрат после второй сушки (с влажностью не более 5,0%) поступает на дробление и рассев.5. The second drying is carried out in drum dryers or cabinets with superheated steam at T = 120-140 o C. The hydrate after the second drying (with a moisture content of not more than 5.0%) goes to crushing and sieving.

6. Размол и классификацию производят на грохоте и валковой дробилке или шаровой мельнице. 6. Grinding and classification is carried out on a screen and a roll crusher or ball mill.

Необходимо заметить, что в ряде случаев целесообразно предварительно перед выщелачиванием из ламельного порошка удалять графит, например флотацией. В качестве флотагента используют керосин и Na2S в количестве 0,0001-0,0005% на флотомассу, время выдержки 10-30 мин, Т= комн. Осуществляют флотацию в стандартных флотомашинах.It should be noted that in some cases it is advisable to remove graphite from the lamellar powder first, for example, by flotation. Kerosene and Na 2 S in the amount of 0.0001-0.0005% per flotation mass, holding time 10-30 min, T = room Carry out flotation in standard flotation machines.

Описанный выше процесс полностью применим не только к порошку ламелей, но и к продукту, полученному после отделения графита. The process described above is fully applicable not only to lamella powder, but also to the product obtained after graphite separation.

Полученный ГЗН имеет высокое качество по составу и обеспечивает высокие электрохимические характеристики в составе активной массы никелевых электродов щелочных аккумуляторов. The resulting GBV is of high quality in composition and provides high electrochemical characteristics in the composition of the active mass of nickel electrodes of alkaline batteries.

Сравнительная характеристика ГЗН, полученного заявляемым способом, и ГЗН, соответствующего ТУ 48-3-63-90 представлена в таблице. Comparative characteristics of GBV obtained by the claimed method and GBV corresponding to TU 48-3-63-90 are presented in the table.

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими примерами
Пример 1
Порошок ламелей никелевых электродов отработанных Fe-Ni аккумуляторов дисперсностью менее 2,5 мм Ni при содержании металлической составляющей менее 3% направляют на гидрометаллургическую переработку, включающую следующие стадии:
1. Выщелачивание камерного продукта серной кислотой концентрации 100-200 г/л до содержания ионов Ni= 60-100 г/л, и свободной серной кислоты 20-40 г/л, Т= 85-100oС.
The essence of the invention is illustrated by the following examples
Example 1
The powder of the lamellas of nickel electrodes of spent Fe-Ni batteries with a fineness of less than 2.5 mm Ni with a metal content of less than 3% is sent to hydrometallurgical processing, which includes the following stages:
1. Leaching of the chamber product with sulfuric acid at a concentration of 100-200 g / l to an ion content of Ni = 60-100 g / l and free sulfuric acid 20-40 g / l, T = 85-100 o C.

2. Очистка полученного раствора сульфата никеля от ионов Fe2+, используя Ni3+ в качестве окислителя с добавлением NaOH плотностью 1,45 г/л при рН= 3-5.2. Purification of the resulting solution of Nickel sulfate from Fe 2+ ions , using Ni 3+ as an oxidizing agent with the addition of NaOH with a density of 1.45 g / l at pH = 3-5.

3. Очистка от примесей кальция и магния с помощью раствора соли NaF, которую добавляют из расчета: на 900 кг ламельного порошка ≅15-20 кг NaF, T≅80oС.3. Purification of calcium and magnesium impurities using NaF salt solution, which is added at the rate of: 900 kg of lamella powder ≅15-20 kg NaF, T≅80 o С.

4. Оптимальные режимы гидрометаллургической переработки полученного раствора сульфата никеля следующие:
1. Синтез ГЗН обработкой щелочью NaOH плотностью 1,45 г/см3 с добавлением BaCl2 при Т= 60-100oС. Раствор сульфата никеля порциями вливают в щелочь, находящуюся в реакторе синтеза ГЗН.
4. The optimal modes of hydrometallurgical processing of the resulting solution of Nickel sulfate are as follows:
1. The synthesis of GBS by treatment with alkali NaOH with a density of 1.45 g / cm 3 with the addition of BaCl 2 at T = 60-100 o C. The solution of Nickel sulfate is poured in portions into the alkali located in the reactor for the synthesis of GBS.

Избыточная щелочность пульпы 7-9 г/л. The excess alkalinity of the pulp is 7-9 g / l.

Суспензию BaCl2 дозируют из расчета 1,7-2,7% бария к осажденному никелю. Пульпу для уменьшения вязкости подогревают до Т= 75-85oС.A suspension of BaCl 2 is dosed at the rate of 1.7-2.7% of barium to precipitated nickel. The pulp to reduce viscosity is heated to T = 75-85 o C.

3. Отделение ГЗН производят на фильтр-прессе при давлении 8-12 атм, Т= 70-75oС.3. The separation of GBV is carried out on a filter press at a pressure of 8-12 atm, T = 70-75 o C.

Влажность гидрата с фильтр-пресса не превышает 59%. После окончания фильтрации осадок подается на шинкование. The moisture content of the hydrate from the filter press does not exceed 59%. After filtration is completed, the precipitate is sent for shredding.

4. Первую сушку измельченного ГЗН производят в сушильных барабанах или шкафах перегретым паром. Влажность продукта не превышает 20%, Т= 140-160oС.4. The first drying of the crushed GBV is carried out in drying drums or cabinets with superheated steam. The moisture content of the product does not exceed 20%, T = 140-160 o C.

5. Для отмывки от ионов SO42- и Сl- подсушенный ГЗН подается ковшовым элеватором в бункер, откуда системой гидротранспорта смывается на нутч-фильтры для отмывки от солей умягченной водой с температурой 80-85oС. Отмытый ГЗН выгружается с помощью механического опрокидывателя в бункер, далее гидрат вручную выгружается на транспортер для подачи на вторую сушку.5. For the washing of ions SO 4 2- and Cl - podsushenny of OH supplied by bucket elevator into a hopper, from which hydraulic transport system is washed off with suction filters for cleaning from salts of softened water at 80-85 o C. The washed of OH discharged via mechanical tippler into the hopper, then the hydrate is manually discharged onto the conveyor for feeding to the second dryer.

6. Вторую сушку производят в барабанных сушилах или шкафах перегретым паром при Т= 120-140oС. Гидрат после второй сушки поступает на дробление и рассев.6. The second drying is carried out in drum dryers or cabinets with superheated steam at T = 120-140 o C. Hydrate after the second drying is fed to crushing and sieving.

7. Размол и классификацию производят на грохоте и валковой дробилке. 7. Grinding and classification is carried out on a screen and a roll crusher.

Пример 2
Переработку порошка производили в условиях примера 1, за исключением выщелачивания порошка никелевых ламелей, которую осуществляли по непрерывному противоточному двухстадийному механизму.
Example 2
The processing of the powder was carried out under the conditions of example 1, except for the leaching of the powder of nickel lamellas, which was carried out by a continuous countercurrent two-stage mechanism.

В эмалированный реактор с мешалкой объемом 6,3 м3 загрузили 2,5 м3 воды и 1 м3 оборотного кислого раствора с содержанием никеля 68,3 г/л, свободной серной кислоты - 15 г/л, железа - 5,2 г/л, 980 кг порошка ламелей с содержанием никеля 35,6%, железа - 2,7%, затем при перемешивании загрузили 480 кг серной кислоты концентрации 92,5%. Суспензию нагрели до температуры 80oС, выключили перемешивание и подвергли отстаиванию в течение 6 ч. Далее деконтацией отобрали из реактора 3,5 м3 раствора, содержащего 90,5 г/л никеля, 0,001 г/л железа, показатель рН раствора составлял 5,6. Сгущенный остаток подвергли выщелачиванию в том же аппарате путем добавки к нему 1,5 м3 воды и 400 кг серной кислоты при нагреве до 80oС и перемешивании. Затем суспензию отфильтровали, нерастворимый остаток промыли на фильтре 4000 л воды и направили в отвал. Остаток содержал 3,2% никеля. Фильтрат объединили с промывными водами и направили на выщелачивание следующей порции порошка ламелей, он содержал:
65,9 г/л никеля
3,8 г/л железа, 15 г/л свободной серной кислоты.
2.5 m 3 of water and 1 m 3 of acidic circulating solution with a nickel content of 68.3 g / l, free sulfuric acid - 15 g / l, iron - 5.2 g were loaded into an enameled reactor with a stirrer of 6.3 m 3 / l, 980 kg of lamella powder with a nickel content of 35.6%, iron - 2.7%, then 480 kg of sulfuric acid with a concentration of 92.5% were loaded with stirring. The suspension was heated to a temperature of 80 o C, the stirring was turned off and subjected to sedimentation for 6 hours. Next, 3.5 m 3 of a solution containing 90.5 g / l of nickel, 0.001 g / l of iron were taken from the reactor, the pH of the solution was 5 , 6. The thickened residue was leached in the same apparatus by adding 1.5 m 3 of water and 400 kg of sulfuric acid to it while heating to 80 ° C and stirring. Then the suspension was filtered, the insoluble residue was washed on the filter with 4000 l of water and sent to the dump. The residue contained 3.2% nickel. The filtrate was combined with washings and sent to leach the next portion of the lamella powder, it contained:
65.9 g / l nickel
3.8 g / l of iron, 15 g / l of free sulfuric acid.

Суммарное извлечение никеля в раствор превысило 98%. The total recovery of nickel in the solution exceeded 98%.

Используемые методики и реактивы
1. Аналитический контроль производится в соответствии с ТУ 48-3-63-90 (с изменениями 1, 2).
Used techniques and reagents
1. Analytical control is carried out in accordance with TU 48-3-63-90 (with amendments 1, 2).

2. NaOH ГОСТ 11078-78, марки ГР или РР или ОСТ 301-02-205-99. 2. NaOH GOST 11078-78, grade GR or PP or OST 301-02-205-99.

3. Н2SO4 (92/5%) плотностью 1,84 г/см3.3. H 2 SO 4 (92/5%) with a density of 1.84 g / cm 3 .

4. BaCl2 технический ГОСТ 742-78.4. BaCl 2 technical GOST 742-78.

5. NaF технический марки А. 5. NaF technical grade A.

6. Контроль электрохимических параметров производится по отраслевой методике, разработанной НИАИ (С. -Петербург). Согласно указанной методике:
- Активная масса содержит Ni(OH)2- 82 мас. %, графит - (ГАК 1, ГАК 2)- 18 мас. %
- масса пробы - 6,5 г
- давление прессования - 400 кг/см2
- размеры электрода - 72•14•14 мм
- электролит - р-р NaOH плотностью 1,2 г/см3
- условия испытания - 1-й цикл: заряд: 4 часа, I= 0,25 А; разряд: 2 часа, I= 0,20 А
-2-й и последующие циклы: заряд: 10 часов, I= 0,25 А; разряд: I= 0,20 А, I= 0,55 А
7. При количестве металлической составляющей, равном или превышающем 3,0 мас. %, исходный ламельный порошок подвергается магнитной сепарации, в результате которой содержание металлической составляющей снижается до 1,5 мас. %. Сквозное увеличение Ni в немагнитный продукт - не менее 96 мас. %, остальные 4,0% Ni концентрируюся в магнитном продукте с Fe, который впоследствии направляется на производство ферроникеля.
6. Control of electrochemical parameters is carried out according to an industry methodology developed by the NIAI (St. Petersburg). According to the specified technique:
- The active mass contains Ni (OH) 2 - 82 wt. %, graphite - (HAC 1, HAC 2) - 18 wt. %
- sample weight - 6.5 g
- pressing pressure - 400 kg / cm 2
- electrode dimensions - 72 • 14 • 14 mm
- electrolyte - solution NaOH with a density of 1.2 g / cm 3
- test conditions - 1st cycle: charge: 4 hours, I = 0.25 A; discharge: 2 hours, I = 0.20 A
-2nd and subsequent cycles: charge: 10 hours, I = 0.25 A; discharge: I = 0.20 A, I = 0.55 A
7. When the amount of the metal component is equal to or greater than 3.0 wt. %, the initial lamellar powder is subjected to magnetic separation, as a result of which the content of the metal component is reduced to 1.5 wt. % A through increase in Ni in a non-magnetic product is not less than 96 wt. %, the remaining 4.0% Ni is concentrated in a magnetic product with Fe, which is subsequently sent to the production of ferronickel.

Состав магнитного продукта: [Fe] = 60-80 мас. %, [Ni] = 4-6 мас. %. The composition of the magnetic product: [Fe] = 60-80 wt. %, [Ni] = 4-6 wt. %

Заявляемый способ по сравнению с известной технологией позволяет сэкономить природные ресурсы и обеспечивает утилизацию отработанных никелевых ламелей. В конечном счете указанные особенности заявляемого решения характеризуют энергосберегающую технологию, направленную на повышение экологической безопасности окружающей среды и позволяющую получить ГЗН высокого качества. The inventive method in comparison with the known technology allows you to save natural resources and ensures the disposal of spent nickel lamellas. Ultimately, these features of the proposed solutions characterize energy-saving technology aimed at improving the environmental safety of the environment and allowing to obtain high-quality GBV.

Claims (9)

1. Способ изготовления гидрата закиси никеля для аккумуляторной промышленности, включающий выщелачивание Ni-содержащего сырья, очистку полученного раствора сульфата никеля от примесей, синтез гидрата закиси никеля, отделение гидрата закиси никеля, первую сушку, отмывку от ионов, вторую сушку и размол, отличающийся тем, что в качестве Ni-содержащего сырья используют ламельный порошок положительных никелевых электродов отработанных щелочных аккумуляторов дисперсностью не более 2,5 мм, который подвергают выщелачиванию до содержания ионов Ni+2 в растворе 60-100 г/л, после чего очищают раствор от примесей железа и щелочноземельных металлов.1. A method of manufacturing nickel nitrous oxide hydrate for the battery industry, including leaching Ni-containing raw materials, purifying the resulting nickel sulfate solution from impurities, synthesizing nickel nitrous oxide, separating nickel nitrate hydrate, first drying, washing from ions, second drying and grinding, characterized in that as the Ni-containing raw materials use lamella powder of positive nickel electrodes of spent alkaline batteries with a dispersion of not more than 2.5 mm, which is leached to the content of Ni ions +2 in a solution of 60-100 g / l, after which the solution is cleaned of impurities of iron and alkaline earth metals. 2. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 1, отличающийся тем, что из смеси измельченных положительных ламельных никелевых электродов с размером частиц не более 2,5 мм с содержанием металлической составляющей более или равным 3,0 мас. % перед выщелачиванием отделяют металлическую составляющую. 2. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 1, characterized in that from a mixture of ground positive lamellar nickel electrodes with a particle size of not more than 2.5 mm with a metal content of more than or equal to 3.0 wt. % before leaching, the metal component is separated. 3. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 2, отличающийся тем, что металлическую составляющую отделяют путем магнитной сепарации. 3. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 2, characterized in that the metal component is separated by magnetic separation. 4. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 1 или 2, отличающийся тем, что из смеси измельченных положительных ламельных никелевых электродов удаляют графит. 4. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 1 or 2, characterized in that graphite is removed from the mixture of ground positive lamella nickel electrodes. 5. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 4, отличающийся тем, что графит удаляют флотацией. 5. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 4, characterized in that graphite is removed by flotation. 6. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что очистку раствора от примесей железа осуществляют путем добавления щелочи до pН 3-5. 6. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the cleaning solution from iron impurities is carried out by adding alkali to pH 3-5. 7. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что очистку раствора от примесей щелочноземельных металлов производят фторид-ионами. 7. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to any one of paragraphs. 1-6, characterized in that the cleaning solution from impurities of alkaline earth metals is produced by fluoride ions. 8. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 7, отличающийся тем, что очистку от примесей щелочноземельных металлов осуществляют водным раствором фторида натрия. 8. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 7, characterized in that the purification from alkaline earth metal impurities is carried out with an aqueous solution of sodium fluoride. 9. Способ изготовления гидрата закиси никеля согласно п. 7, отличающийся тем, что очистку от примесей щелочноземельных металлов осуществляют плавиковой кислотой. 9. A method of manufacturing a nickel oxide hydrate according to claim 7, characterized in that the purification from impurities of alkaline earth metals is carried out with hydrofluoric acid.
RU2000127932/09A 2000-11-08 2000-11-08 Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry RU2178931C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127932/09A RU2178931C1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127932/09A RU2178931C1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2178931C1 true RU2178931C1 (en) 2002-01-27

Family

ID=20241868

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000127932/09A RU2178931C1 (en) 2000-11-08 2000-11-08 Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2178931C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2264000C1 (en) * 2004-08-18 2005-11-10 ОАО "Завод автономных источников тока" Method for producing nickel hydroxide for alkali storage batteries
RU2286621C1 (en) * 2005-06-09 2006-10-27 ОАО "Завод автономных источников тока" Method of production of nickel hydroxide for the anodic mass of the nickel oxide electrode of the alkaline accumulators
RU2328061C1 (en) * 2006-11-07 2008-06-27 Юрий Юрьевич Холин Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution
RU2364641C2 (en) * 2006-09-27 2009-08-20 Закрытое акционерное общество "Кузбассэлемент" Method of extracting nickel from dead alkaline battery sections
RU2583373C1 (en) * 2015-04-30 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Экологические Технологии НИИХИТ" (ООО "ЭкоТехНИИХИТ") Method of producing aqueous paste of nickel hydroxide
RU2825429C1 (en) * 2023-01-11 2024-08-26 Корея Цинк Ко., Лтд. Method of producing nickel sulphate solution for secondary battery from nickel cathodes
US12258282B2 (en) 2023-01-11 2025-03-25 Korea Zinc Co., Ltd. Method for producing nickel sulfate solution for secondary battery from nickel cathode

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1426708A (en) * 1973-08-13 1976-03-03 Varta Batterie Positive electrode for an alkaline accumulator
GB1502793A (en) * 1975-05-19 1978-03-01 Esb Inc Preparation of stable tetravalent nickel oxide
FR2363203A1 (en) * 1976-08-26 1978-03-24 Yardney Electric Corp NICKEL ELECTRODES FOR ACCUMULATOR BATTERIES AND THEIR MANUFACTURING PROCESS
US5032475A (en) * 1989-09-18 1991-07-16 Toshiba Battery Co. Nickel-metal hydride secondary cell
WO1991020101A1 (en) * 1990-06-18 1991-12-26 Saft Method for preparing a metal hydroxide powder and powder thereby obtained
US5281494A (en) * 1990-05-04 1994-01-25 Inco Limited Nickel hydroxide
EP0856899A2 (en) * 1997-02-03 1998-08-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1426708A (en) * 1973-08-13 1976-03-03 Varta Batterie Positive electrode for an alkaline accumulator
GB1502793A (en) * 1975-05-19 1978-03-01 Esb Inc Preparation of stable tetravalent nickel oxide
FR2363203A1 (en) * 1976-08-26 1978-03-24 Yardney Electric Corp NICKEL ELECTRODES FOR ACCUMULATOR BATTERIES AND THEIR MANUFACTURING PROCESS
US5032475A (en) * 1989-09-18 1991-07-16 Toshiba Battery Co. Nickel-metal hydride secondary cell
US5281494A (en) * 1990-05-04 1994-01-25 Inco Limited Nickel hydroxide
WO1991020101A1 (en) * 1990-06-18 1991-12-26 Saft Method for preparing a metal hydroxide powder and powder thereby obtained
EP0856899A2 (en) * 1997-02-03 1998-08-05 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. The manufacturing method of active materials for the positive electrode in alkaline storage batteries

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2264000C1 (en) * 2004-08-18 2005-11-10 ОАО "Завод автономных источников тока" Method for producing nickel hydroxide for alkali storage batteries
RU2286621C1 (en) * 2005-06-09 2006-10-27 ОАО "Завод автономных источников тока" Method of production of nickel hydroxide for the anodic mass of the nickel oxide electrode of the alkaline accumulators
RU2364641C2 (en) * 2006-09-27 2009-08-20 Закрытое акционерное общество "Кузбассэлемент" Method of extracting nickel from dead alkaline battery sections
RU2328061C1 (en) * 2006-11-07 2008-06-27 Юрий Юрьевич Холин Method of cleaning off iron from nickel sulphate solution
RU2583373C1 (en) * 2015-04-30 2016-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "Экологические Технологии НИИХИТ" (ООО "ЭкоТехНИИХИТ") Method of producing aqueous paste of nickel hydroxide
RU2825429C1 (en) * 2023-01-11 2024-08-26 Корея Цинк Ко., Лтд. Method of producing nickel sulphate solution for secondary battery from nickel cathodes
US12258282B2 (en) 2023-01-11 2025-03-25 Korea Zinc Co., Ltd. Method for producing nickel sulfate solution for secondary battery from nickel cathode
RU2842267C1 (en) * 2024-09-10 2025-06-24 Общество с ограниченной ответственностью "Завод автономных источников тока" Method of producing nickel hydroxide for alkaline batteries

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112357899B (en) Comprehensive recycling method of waste lithium iron phosphate batteries
KR100975317B1 (en) Method for preparing manganese sulfate and zinc sulfate from waste batteries containing manganese and zinc
CN112551498A (en) Method for recovering phosphorus iron slag after lithium extraction of lithium iron phosphate
KR101392616B1 (en) Regeneration method of precursor material using disposed cathod material of lithum-ion battery, precursor, anode material and lithum-ion battery using the regenerated material by the method
WO2022062675A1 (en) Method for recovering waste lithium battery positive electrode material
CN105296744B (en) A kind of method of lateritic nickel ore recycling treatment and comprehensive reutilization
US2398493A (en) Production of magnesium chloride from serpentine
EP1097247A1 (en) A method for isolation and production of magnesium metal, magnesium chloride, magnesite and magnesium based products
RU2727382C1 (en) Method of producing magnesium sulphate from magnesium-containing raw material
KR102496184B1 (en) Method for recovering nickel hydroxide and nickel sulfate from multilayer ceramic capacitor sludge
CN108265178B (en) A kind of processing method of cobalt metallurgy of nickel waste water slag
CN104561540A (en) Method for selectively leaching serpentine type laterite-nickel ores by utilizing hydrochloric acid
CN101186969A (en) A method for separating rare earths, iron, copper, cobalt and tungsten from alloys
US8586218B1 (en) Process for recycling alkaline batteries
WO2015157142A1 (en) Recycle process for alkaline and carbon zinc batteries
US3652265A (en) Recovery of metal values from nickel-copper mattes
KR102228192B1 (en) Preparing method of nickel-cobalt-manganese complex sulphate solution by recycling wasted electrode material
RU2178931C1 (en) Method of preparation of nickelous hydroxide for storage battery industry
US2899300A (en) Method for extracting nickel from
NZ200320A (en) Reducing iron content of aluminous material by leaching with hydrochloric acid
CN101680050B (en) Method for producing iron-nickel-containing material, nickel-iron body using said iron-nickel-containing material, and method for producing said nickel-iron body
RU2178933C1 (en) Method of processing alkaline batteries
CN115491518A (en) Method for producing nickel sulfate and cobalt sulfate by chlorination process
RU2070596C1 (en) Method of scandium concentrates production
CN111411224B (en) Beneficiation method for comprehensively recovering and combining silver and copper from low-grade manganese-containing ore

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041109

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091109