科技成果简介
成果名称:高效金属分离一体化装置
所属领域: 废物资源化处理
成果简介:
近年来，随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展，作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长， 随之产生的废旧锂离子电池的数量和重量呈现出了井喷式的上涨。在锂离子电池中各种金属在报废锂离子电池中占了相当大的比重，有的甚至已经超过了他们在天然矿石中所含的量，因此废旧的锂离子电池也被称为“城市矿山”。湿法冶金是目前废旧锂电池资源化回收常用的方法，主要是浸出过程和分离（萃取、沉淀）过程。目的是实现固态正极活性物质中的金属组分转移至溶液中，以便后续的分离和回收。其中钴和镍的分离提纯是该方法最关键的技术要点。
溶剂萃取法由于其操作条件易于控制、金属分离效果好、回收率高、机试剂可以循环利用、成本低等优点而被广泛应用于镍、钴的提取和分离。
本项目针对废旧锂电池浸出液体系含杂质较多的特点，通过实验分析比较，挑选出效率高、相对成本低的萃取剂。进而对传统处理工艺中存在的不足进行改进和优化，寻找出更简单、更经济的工艺流程。主要研究内容包括：
针对废旧锂电池电极材料酸浸出液，先萃取除铜，将铜以硫酸铜结晶或是阴极铜的形式进行回收；然后黄钠铁矾法除铁，碳酸氢铵法除铝；接着进行深度除杂；
深度除杂分别用1.0mol/L的P204、P350、TPB、N235的煤油溶液，从pH=3.0的钴镍溶液中萃取杂质，比较除杂效率，实验分析温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度，选择最优的工艺条件及最佳除杂萃取剂。
经过萃取除杂，溶液中杂质含量已很低，然后进行钴、镍分离。在不同浸出体系中分别选择P507、Cyanex272和IONQUEST®290作为钴、镍分离的萃取剂，分别考察萃取温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度对分离效果的影响，选择最优萃取剂及最佳工艺条件；
根据最佳工艺条件，完成中试装置的设计、搭建、组装及调试，并在相同的条件下（萃取温度、溶液初始pH值、有机相配比、有机相皂化率、溶液金属离子溶度）考察达到相同的分离效率，P507、Cyanex272和IONQUEST®290三种萃取剂所需的萃取级数和萃取时间，综合考虑萃取剂成本、萃取级数、有机相配比等因素，分析比较三种萃取剂在实际使用过程中的性价比，为后续的市场推广奠定理论基础；同时根据中试结果，完成钴镍分离工艺及设备设计，得到各项最佳工艺参数，并进行成本核算；
根据中试结果及成本核算，在市场应用的基础上，完成成套工业化设备的生产、安装、调试等工作；进行IONQUEST®290的市场推广及所开发设备的市场开拓。
合作方式:
项目或成果合作服务方式（可多选）
（□专利权转让 □专利权许可 □技术转让 技术入股
□合作开发 □技术服务 □双方协商 □其它：）
联系方式：
姓名：时鹏辉
电话：18801618059
E-mail：shipenghui@shiep.edu.cn
照片资料：
实物照片：
萃取槽模型：
