一种电池回收物的处理方法及富钴冰镍与流程

    技术2025-12-30  15


    本申请涉及新能源,尤其涉及一种电池回收物的处理方法及富钴冰镍。


    背景技术:

    1、随着新能源电池行业近年来的飞速发展,对于锂、镍、钴等金属的需求量持续上涨,但随着自然矿产资源的不断枯竭,可供冶炼的天然原料日益减少,而新能源动力电池市场的不断扩大,退役的电池的数量也日益增加。其中,电池回收物中含有锂、镍、钴、锰等有价金属,通过合理的手段能够有效地将这部分有价金属回收再利用,在资源再利用的同时也避免了环境污染。

    2、目前,行业内主要是通过还原/硫化焙烧的方式,实现电池回收物中锂和其他有价金属的分离,通过水浸或者弱酸浸出的方式得到碳酸锂和含镍钴锰的电池回收物。对于电池回收物,目前主要的处置方式依然难以得到高品质的冰镍。


    技术实现思路

    1、本申请的目的在于提供一种电池回收物的处理方法及富钴冰镍,旨在解决现有电池回收物回收难以得到高品质冰镍的问题。

    2、为实现以上目的,本申请第一方面提供一种电池回收物的处理方法,包括:

    3、s100预处理工序:将电池回收物与还原剂、硫化剂、熔剂混合,得到混合料,硫化剂包括硫酸钙;

    4、s200造球工序:将混合料与水、粘结剂制成球团料;

    5、s300热处理工序:将球团料进行热处理得到熔锍和熔渣。

    6、本申请提供的电池回收物的处理方法将电池回收物与还原剂、硫化剂、熔剂混合得到混合料,再将混合料与水、粘结剂制成球团料;使用球团料的形式进行热处理得到熔锍和熔渣;其中硫化剂包括硫酸钙,通过控制还原剂和硫化剂的c/s比,可以控制产物中锰含量和铁含量,提高冰镍品质。熔剂先混合得到混合料,相比于后续单独添加熔剂可以混合更均匀,熔化效果更好;将原料制成球团料可以促进固固接触,从而提高反应速率和进行程度,并有利于降低能耗;硫化剂、熔剂与电池回收物、还原剂共同制球,有利于简化流程,促进熔化,提高热利用率,并提高热处理效果。

    7、本申请提供的富钴冰镍镍含量高,铁、锰含量低,品质好。

    8、可选的,满足以下条件中的至少一个:

    9、(1)预处理工序还包括将所述电池回收物、还原剂、硫化剂、熔剂共同磨料以得到混合料;

    10、(2)电池回收物的含水率为5-15%;

    11、(3)混合料过3mm筛网,筛余≤11%;

    12、(4)硫化剂为脱硫石膏、生石膏、硬石膏中的至少一种;

    13、(5)熔剂包括氧化钙、碳酸钙、二氧化硅、氟化钙中的至少一种;

    14、(6)电池回收物以质量百分数计包括:ni15%-40%、co2%-12%、mn6%-15%、fe0.5%-3%、si0.01%-0.6%、s0.1%-5%。

    15、可选的,满足以下条件中的至少一个:

    16、(7)还原剂包括:无烟煤、焦炭、兰炭、生物质炭中的至少一种;

    17、(8)硫化剂中硫酸钙含量大于80%;

    18、(9)熔剂选自生石灰、石灰石、石英石、萤石中的至少一种。

    19、可选的,满足以下条件中的至少一个:

    20、a.粘结剂的加入量为混合料质量的1%-10%;

    21、b.粘结剂选自膨润土、硅酸盐水泥、caso4·2h2o、地质聚合物中的至少一种;

    22、c.球团料的平均直径为10mm-30mm;

    23、d.球团料的抗压强度300n/个-2000n/个;

    24、e.球团料从1.5m高度自由落下撞击10mm厚钢板不破裂的次数为3次-10次;

    25、f.球团料的含水率为5%-15%。

    26、可选的,热处理工序依次包括焙烧工序和熔炼工序,电池回收物的处理方法满足以下条件中的至少一个:

    27、a.焙烧工序的温度为200℃-1000℃;

    28、b.焙烧工序的时间为3h-5h;

    29、c.焙烧工序依次包括干燥阶段、预热阶段、还原硫化反应阶段和过渡阶段,得到焙烧后料;熔炼工序包括将焙烧后料进行熔炼;

    30、d.在满足条件c的前提下,干燥阶段的温度为200℃-300℃,干燥阶段的时间为10min-30min;

    31、e.在满足条件c的前提下,预热阶段的温度为300℃-600℃,预热阶段的时间为60min-120min;

    32、f.在满足条件c的前提下,还原硫化反应阶段的温度为600℃-800℃,还原硫化反应阶段的时间为60min-90min;

    33、g.在满足条件c的前提下,过渡阶段的温度为800℃-1000℃,过渡阶段的时间为60min-90min;

    34、h.焙烧工序的热源为燃料加热,燃料为无烟煤、焦炭、重油、天然气、煤气中的至少一种;

    35、i.熔炼工序的温度为1250℃-1500℃。

    36、可选的,混合料中n(ni+co):n(c):n(s)=1.0:(1.0~1.3):(0.2~0.4),其中,c为还原剂中所含的固定碳;

    37、和/或,混合料的三元碱度(cao+mno)/sio2=0.9~1.1。

    38、可选的,还包括烟气处理:将第一烟气与第二烟气中至少一种用于对电池回收物、还原剂、熔剂、硫化剂进行干燥,第一烟气为焙烧工序产生的烟气,第二烟气为熔炼工序产生的烟气。

    39、和/或将第一烟气和第二烟气进行收尘、净化、石灰脱硫得到脱硫石膏。

    40、可选的,焙烧工序在竖炉中进行,熔炼工序在矿热炉中进行;

    41、可选的,矿热炉在垂直方向上位于竖炉的下方,并通过管道和/或封闭溜槽连接。

    42、可选的,所述熔炼工序产生的第二烟气送至竖炉,并沿竖炉外周壁的切线方向进入竖炉。

    43、本申请第二方面还提供一种富钴冰镍,由上述的电池回收物的处理方法制备得到。

    44、可选的,富钴冰镍中的镍质量百分比含量为63%-75%,钴质量百分比为13%-17%。



    技术特征:

    1.一种电池回收物的处理方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

    3.根据权利要求2所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

    4.根据权利要求1所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,满足以下条件中的至少一个:

    5.根据权利要求1所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,所述混合料中n(ni+co):n(c):n(s)=1.0:(1.0~1.3):(0.2~0.4),其中,c为所述还原剂中所含的固定碳;

    6.根据权利要求1所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,所述热处理工序依次包括焙烧工序和熔炼工序,所述电池回收物的处理方法满足以下条件中的至少一个:

    7.根据权利要求6所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,还包括烟气处理:将第一烟气与第二烟气中至少一种用于对所述电池回收物、还原剂、熔剂、硫化剂进行干燥,所述第一烟气为所述焙烧工序产生的烟气,所述第二烟气为所述熔炼工序产生的烟气;

    8.根据权利要求6所述的电池回收物的处理方法,其特征在于,所述焙烧工序在竖炉中进行,所述熔炼工序在矿热炉中进行;

    9.一种富钴冰镍,其特征在于,由权利要求1至8任一项所述的电池回收物的处理方法制备得到。

    10.根据权利要求9所述的富钴冰镍,其特征在于,所述富钴冰镍中的镍质量百分比含量为63%-75%,钴质量百分比为13%-17%。


    技术总结
    本申请提供一种电池回收物的处理方法及富钴冰镍,涉及新能源技术领域。该方法将电池回收物与还原剂、硫化剂、熔剂混合得到混合料,混合料与水、粘结剂制成球团料;使用球团料的形式进行热处理得到熔锍和熔渣;其中硫化剂包括硫酸钙,通过控制还原剂和硫化剂的C/S比,可以控制产物中锰含量和铁含量,提高冰镍品质。熔剂先混合得到混合料,相比于后续单独添加熔剂可以混合更均匀,熔化效果更好;将原料制成球团料可以促进固固接触,从而提高反应速率和进行程度,并有利于降低能耗;硫化剂、熔剂与提锂渣、还原剂共同制球,有利于简化流程,促进熔化,提高热利用率,并提高热处理效果。

    技术研发人员:肖超,龙泉名,赵思佳,张俊文,潘金月,庞彬,石相越
    受保护的技术使用者:贵州中伟资源循环产业发展有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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