稀土储氢合金废料中镍钴稀土的湿法回收研究

发布时间：2020-11-16 03:12

　　 稀土储氢合金有优良的动力学性能、稳定性以及较高的储氢容量,是最早实现大规模产业化运用的储氢合金~([1])。随着稀土储氢材料的广泛运用,稀土储氢工业产生了大量的稀土储氢合金废料,其中含有大量的有价金属资源,尤其是稀土、镍、钴金属元素。本文采取湿法冶炼技术对其中的钴、镍、稀土元素进行回收,并得到如下结果:稀土储氢合金废料预处理后,采用“碳酸钠高温焙烧-水浸”的方法,将铝元素在碳酸钠焙烧后以铝酸钠形式通过水浸除去,通过碳酸钠添加量、焙烧温度、焙烧时间、水浸温度、水浸时间和搅拌速度的单因素实验,结果表明:除铝率达到98.65%。除铝后得到的水浸渣用盐酸溶出其中的钴、镍、锰、稀土元素,通过过氧化氢添加量、盐酸浓度、液固比、浸出温度、浸出时间和搅拌速度的单因素实验,结果表明:锰元素的浸出率为99.78%,稀土元素的浸出率为99.04%,钴元素的浸出率为98.54%,镍元素的浸出率为98.47%。浸出液采用“氨分离”的方法,向其中滴加氨水调节pH,使钴、镍元素形成可溶性的氨配合物,而锰、稀土元素形成氢氧化物沉淀,实现其中钴、镍元素与锰、稀土元素的分离,通过pH值、氯化铵的浓度、反应时间、搅拌速度的单因素实验,结果表明:钴元素的收率为99.03%,镍元素收率为99.70%。氨分离渣含有锰、稀土元素,采用“氧化-优溶”的方法,先用过氧化氢氧化将氢氧化锰氧化为难溶于稀硝酸的水合二氧化锰,再用稀硝酸优溶出氨分离渣中的稀土元素,实现稀土元素与锰元素的分离,通过过氧化氢添加量、氧化时间、氧化搅拌速度、优溶硝酸浓度、优溶液固比、优溶时间以及优溶搅拌速度的单因素实验,结果表明:锰元素浸出率不超过0.10%,稀土元素浸出率达到99.99%,溶液中稀土元素质量分数达到99.99%。氨分离液中含有钴、镍元素,采用“氧化-氨性萃取”的方法,先用过硫酸铵将二价钴氨配合物氧化成惰性的三价钴配合物,再用30%P204磺化煤油萃取,通过pH值、氧化剂过硫酸铵添加量、氯化铵添加量、萃取时间、萃取温度、相比、反萃剂硫酸浓度、反萃时间的单因素实验,结果表明:钴元素的萃取百分率低于0.1%的,镍元素的萃取百分率大于90%,有机相中镍元素纯度达到99.99%,硫酸反萃得到硫酸镍。
【学位单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TF845
【部分图文】：

（1）产物为 Ni-Fe 合金早期的稀土储氢合金废料回收目标为得镍铁合金。废弃镍氢电池先经过，然后洗涤、干燥，最后分选出电池隔膜等废弃物，之后将预处理得到进行还原熔炼，得到镍、铁元素为主的合金。由于废旧电池中镍化物加成氧化物，还原熔炼过程需要加入碳作还原剂才能得到较好的镍铁合金镍铁合金需要进一步氧化精炼，去除杂质，最终得到优质的镍铁合金。较好的火法冶炼回收方法，日本的住友金属、三德金属等[23]几家公司已方法对废弃的镍氢电池进行回收。这样得到的镍铁合金附加值较低，其素没有被回收，进入熔炼渣的稀土元素也没有得到回收利用。（2） 回收产物为 Ni-Co 合金及 RE2O3(稀土氧化物)德国政府进行了废镍氢电池回收研究，其研究方向是流程短、绿色环保艺。研究开发出了机械-冶金处理工艺，如图 1 所示。粉碎后分离电极及塑料隔板等，并在电弧熔炼时加入助熔剂，得到 Ni-Co 合金，稀土元渣。Ni-Co 合金通过火法精炼，可成为电池工业的原料。炉渣中的稀土湿法冶炼技术进行提取，得到氯化稀土，熔盐电解后得到稀土合金。

C16H35O4P AR洛阳市三诺化Al2O3GR—Ni GR—Co GR—Mn GR—RECl3AR国家钢铁材设备生产废料在高温箱式电阻炉内进行焙烧实验，浸其示意图如图 2.3 所示。

图 2.4 工艺流程图Figure 2.4 Process flow chart实验分析方法1 钴、镍、锰、铝、稀土元素的浓度测定在实验中，金属离子含量的测定都采用 ICP 测试仪进行测定，测定过程两个部分。标准曲线的绘制：根据估计的金属离子浓度大小选定标准曲线的浓度这个浓度范围内按一定的浓度梯度取浓度值，将对应金属离子的标准贮定倍数进行稀释，配得绘制标准曲线所需要的浓度，然后用仪器测量其度峰值为纵坐标，浓度为横坐标，绘制成相关度大于 99.99%的标准曲溶液金属离子含量的测量：仪器正常启动使用后，将吸液管放入待测
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本文编号：2885551