导航：安全管理网>> 安全论文>> 冶金安全论文>>正文

从废镍氢电池负极浸出液中回收稀土

文档作者：廖春发1，胡礼刚2，夏李斌1 文档来源： 1．江西理工大学材料与化学工程学院 2．南昌长力钢铁股份有限公司		点击数：	更新时间： 2025年05月14日
下载地址：点击这里	文件大小： 160.58 KB 共3页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共3页]

本文件共3页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：160.58 KB 共3页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

上一篇：从含铟锡粗铅电解液中分离回收铟和锡

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

第30卷第2期(总第118期)
2011年6月
湿法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．30 No．2(Sum．118)
June 2011
从废镍氢电池负极浸出液中回收稀土
廖春发1，胡礼刚2，夏李斌1
(1．江西理工大学材料与化学工程学院，江西赣州341000；
2．南昌长力钢铁股份有限公司，江西南昌330012)
摘要：研究了从废旧镍氢电池负极浸出液中以硫酸盐复盐形式沉淀稀土。考察了无水Na：SO。加入量、溶液
pH、温度和时间等对稀土回收率的影响。结果表明：在pH一1．5、无水Na。S04与稀土硫酸盐的质量比3：1、
温度60℃、反应时间2 min、充分搅拌后静置30 s条件下，浸出液中各稀土元素的回收率均在91％以上，镍、
钴损失率不到1％。
关键词：镍氢电池；负极；稀土；回收
中圈分类号：X705；TF845 文献标志码：A 文章编号：1009—2617(2011)02—0152—03
镍氢电池能量密度高、输出功率大，不含有
镉、铅、汞等对环境有危害的重金属元素，被称为
“环保电池”。随着镍氢电池在工业、农业、国防以
及日常生活中的应用越来越广泛[1]，产生了大量
废旧电池，特别是上个世纪90年代以来，用于移
动领域的Ni／MH电池现在已相继达报废高峰
期L2]。因此，对废弃镍氢电池的回收研究已引起
广泛重视。
镍氢电池负极材料的主要成分是混合稀土系
储氢合金，其中不仅与正极材料一样含有丰富的
Ni和Co，也含有经济价值比较高的La，Ce，Nd
等稀土元素，控制一定条件，用硫酸浸出可得到含
稀土和镍、钴的浸出液[3。4]。在常温常压下，控制
硫酸钠与稀土硫酸盐的加入比例可得到稀土硫酸
盐复盐沉淀[51；控制溶液酸度和无水Na：SO；的
加入量可较好地回收稀土；采用化学沉淀法，以草
酸溶液为沉淀剂，从电极材料浸出液中回收提纯
稀土，得到产品粒度小、结晶形态好的产品[6。]。
本试验在正极材料浸出研究基础上对负极材料浸
出液通过控制无水Na：SO。加入量、pH、温度和
时间等因素，采用正交试验法，确定从浸出液中回
收稀土的优化条件，并在优化条件下有效分离镍、
钴与稀土。
1 理论依据
稀土硫酸盐溶液中加入无水Na。SO。，发生
如下反应：
xRE2(S04)3+yNa2S04+zH20÷
zRE2(S04)3·yNa2S04·zH20。
负极材料中的主要成分为镍、钴和轻稀土
La，Ce，Nd。通过试验，在液固体积质量比9：1，
氧化剂加入量0．36 g／mL，浸出时间80 min，浸
出温度60℃，硫酸初始浓度2．0 mol／L条件下进
行浸出，镍浸出率为99．3％，钴浸出率为99．0％，
稀土浸出率达到92．0％。浸出液中主要金属元
素质量浓度见表1。
表1 负极材料浸出液中主要金属元素质量浓度g／L
镍、钴硫酸盐在水中的溶解性很好，而轻稀土
硫酸复盐的溶解度很小，且随温度升高而减小‘81，
所以试验选用无水Na。SO。作为稀土沉淀剂，在
一定温度下沉淀轻稀土元素。
收稿日期：2010-07—14
基金项目：江西省教育厅资助项目(项目编号：GJJ09234)。
作者简介：廖春发(1965一)，男，江西吉安人，博士，教授，主要研究方向为有色金属科学与分离。
万方数据
第30卷第2期廖春发，等：从废镍氢电池负极浸出液中回收稀土·153·
2 试验部分
2．1 试验方法
分别取负极材料浸出液100 mL于贴有标签
的锥形瓶中，调整pH值，在一定温度下加入一定
量无水Na。SO。，搅拌一定时间。采取正交试验
法，考察不同因素对稀土沉淀回收率的影响，确定
最佳条件。
2．2 分析方法
溶液中的Ni2+用紫脲酸铵络合滴定法测定，
C02+用亚硝基红盐分光光度法测定，所用仪器为
722光栅分光光度计；浸出液pH用数显酸度计
测定；稀土离子用偶氮胂Ⅲ分光光度法(GB／T
12690．12—2003)测定。
3 结果与分析
根据文献[6]及浸出液组成，试验以无水
Na：SO。加入量、pH值、温度和时间4因素设计
L1。(45)正交试验。具体因素、水平及正交试验结
果见表2。
表2 正交试验条件及结果
因素、水平及结果
鹏pH鬣裟；7鼍川影嘉。(稀土硫酸盐) ℃ s
至日
稀土
回收率／％
1 1-5
Z 1．5
3 1．5
4 1．5
5 2．0
6 2．0
7 2．0
8 2．0
9 2．5
10 2．5
11 2．5
12 2．5
13 4．0
14 4．0
15 4．O
16 4．O
均值1 85．96
均值2 83．33
均值3 83．35
均值4 18．85
极差67．11
65．6 69．27
66．8 69．74
71．44 69．75
71．14 70．20
4．64 0．93
79．00
86．63
89．21
89．OO
88．43
88．48
85．75
89．43
87．80
89．35
84．13
83．20
18．10
19．25
19．28
18．76
从表2可知：对稀土回收率影响最大的是溶液
pH，其次是无水硫酸钠加入量、温度和沉淀时间。
3．1 pH对稀土回收率的影响
从图1可知，pH值对试验结果影响很大。
pH一4时，稀土回收率很低，这是由于稀土是活
泼金属，其活泼性仅次于碱和碱土金属。体系中
的硫酸根离子存在着微弱的电离平衡：
S0；一+H+爿HS0f，
体系pH升高时，游离的硫酸根离子增多，从而稀
土回收率下降。体系pH值取2．5较为合适。
图1 溶液pH对稀土回收率的影响
3．2 无水Na：SO。加入量对稀土回收率的影响
稀土硫酸盐与无水Na：SO。反应生成
xRE2(S04)3·yNa2S04·zH20沉淀。一般而
言，x／y在1～6之间[9]，这取决于无水Na。SO；
与硫酸稀土的比例。无水Na：S04加入量对稀土
回收率的影响试验结果如图2所示。
图2 不同无水Na2S04加入量对稀土回收率的影响
从图2看出，m(Na。SO。)／m(稀土硫酸盐)在
2．5～4．0之间对稀土回收率影响不大，综合考
虑，取3：1即可。
3．3 温度对稀土回收率的影响
反应生成的复盐沉淀中H：O分子的个数随
温度不同而不同，温度高于90℃时生成无水复
盐[1 0|。温度对稀土回收率有一定影响，但在40～
80℃范围内影响不大，稀土回收率均在70％左
右。再升高温度，虽然分子间的碰撞机会增多，稀
土复盐形成的可能性增大，但同时复盐分解的几
∞m
m
mm
m印_墨m
m
m印m鼬m
m
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o的如北弱韶
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
o
5
O
5
O
5
O
5
0
5
O
5
0
5
O
5
O∞踮船1汜
2
3
3
4
2
3
3
4
2
3
3
4
2
3
3
4娼加船孔邑
万方数据
· 154· 湿法冶金2011年6月
率也相应增大，稀土回收率反而会呈现下降趋
势[11|。所以，温度选取60℃较为适宜。
3．4 反应时间对稀土回收率的影响
反应时间对稀土回收率的影响试验结果如图
3所示。可以看出，随反应时间的延长，稀土回收
率逐渐增大；反应进行120 S时，稀土回收率最大
为71．44％，其后，再延长反应时间，稀土回收率
变化不大。故反应时间以120 S较为适宜。
水
、、
褂
擎
回
刊
薄
图3 不同时间对稀土回收率的影响
3．5 验证试验
综合以上试验结果，在最佳条件下进行综合
试验：pH一1．5，无水Na：SO。与稀土硫酸盐的质
量比3：1，温度60℃，反应时间2 min，充分搅拌
反应后静置30 S，过滤，取滤液分析各元素的质量
浓度，结果沉淀母液中各元素质量浓度(g／L)为：
Nd 0．54，La 0．26，Ce 0．30，Ni 24．13，Co 3．34；
稀土回收率分别为Nd 91．16％，La 92．71％，Ce
91．53％；镍、钴损失率分别为0．66％和0．89％。
验证试验中，稀土浸出率高于正交试验结果，表明
选取以上条件是合理的。
4 结论
通过4因素4水平设计L。。(45)组正交试验，
确定了适宜的硫酸盐沉淀稀土条件：pH=1．5，无
水Na：SO；与稀土硫酸盐的质量比为3：l，温度
60℃，反应时间2 min，充分搅拌后静置30 S。最
佳条件下各稀土回收率均在91％以上，镍、钴损
失率均不到1％。该工艺可用于处理废旧镍氢电
池负极材料。
参考文献：
[1]廖华，吴芳，罗爱平．废旧镍氢电池正极材料中镍和钴的回
收[J]．五邑大学学报：自然科学版，2003，i7(1)：52—53．
E2]刘冰．从废弃镍氢电池中回收有价金属的研究[D]．湖北：武
汉理T大学，2006．
[3]夏李斌，罗俊，田磊．废旧镍氢电池正极浸出试验研究[J]．
江西有色金属，2009，8(3)：16-18．
E4]雷永泉．新能源材料[M]．天津：天津大学出版社，2002：49—52．
[5]林才顺．废旧MH／Ni电池负极材料的回收利用口]．湿法冶
金，2005，24(2)：102—104．
[6]徐丽阳，陈志传．镍氢电池负极板中稀土的回收工艺研究
[J]．中国稀土学报。2003，21(1)：67—69．
[7]高虹，唐艳芬．废旧氢一镍电池中稀土元素的回收处理研究
[J]．沈阳理工大学学报，2009，28(2)：12-13．
E8]吴炳乾．稀土冶金学[M]．北京：冶金工业出版社，1993：96-
102．
[9]李莹．稀土硫酸钠复盐的碳酸钠转化研究[J]．内蒙古师范
大学学报：自然科学汉文版，1997，1(3)：22—23
[10]涂星，廖列文．稀土元素的分离技术[J]．贵州化工，2003，
28(3)：134—136．
[11]于淑秋．有色金属湿法冶炼中铁的控制[J]．有色金属，
1988(2)：23—23．
Recovery of Rare Earth From Leaching Solution of
Waste Ni—MH Battery Negative Electrode
LIAO Chun-fa 1，HU Li—gan92，XIA Li—binl
(1．Faculty of Material&amp;amp;Chemical，J iangxi University of Science&amp;amp;Technology，
Ganzhou，Jiangxi 341000，China；
2．Nanchang Changli Iron and Steel Co．Ltd．，Nanchang，Jiangxi 330012，China)
Abstract：The key factors such as sodium sulfate anhydrous，temperature，pH and time were studied on
recovery of rare earths from lixivium of waste Ni—MH battery negative electrode with double sulfate
precipitation．Experimental results show that at the optimization conditions，recovery rate of rare
earths is over 91％，and loss rate of Ni and Co isn’t more than 1％．
Key words：Ni—MH battery；negative electrode；rare earth；recovery

网友评论 more

冶金安全论文最新内容

05-14