一種利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法。鋅錳電池中主要含有錳、鋅、鐵、銅等有價(jià)金屬成分，通過硫酸溶解、鐵粉置換、氧化中和除鐵、萃取提純分離、結(jié)晶等工序制備高純硫酸錳和硫酸鋅產(chǎn)品。本發(fā)明得到的高純硫酸錳可用于制備電池材料，高純硫酸鋅可用于醫(yī)藥、飼料、食品及化工等領(lǐng)域。本發(fā)明方法具有資源利用和回收率高、產(chǎn)品質(zhì)量高等特點(diǎn)。
【專利說明】一種利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的 方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于廢舊資源綜合利用領(lǐng)域，具體涉及廢舊鋅錳電池有價(jià)金屬的回收利用 領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜式電子電器的使用種類和數(shù)量逐漸增多，電池的使用量也與日俱增，進(jìn) 而產(chǎn)生的廢舊電池?cái)?shù)量也不斷增多。總所周知,廢舊電池因含有堿性、酸性、有機(jī)物電解質(zhì)， 含有鉛、汞、鎘、鎳、鈷、錳、銅等重金屬，如果得不到有效處理，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染；通過 水、食物、大氣進(jìn)入人體，對(duì)人體健康也是一種嚴(yán)重威脅；此外，廢舊電池的隨意流失，同時(shí) 也是一種資源浪費(fèi)。因此對(duì)廢舊電池進(jìn)行有效回收處理具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益雙重意 義。
[0003] 鋅錳電池，根據(jù)電解質(zhì)的類型，分為酸性及堿性兩類，其中以氯化銨為電解質(zhì)的為 酸性鋅錳電池，以氫氧化鉀為電解質(zhì)的為堿性鋅錳電池。鋅錳電池除含有鋅、錳、鐵、銅、碳 棒、水分外，可能還會(huì)含有少量的鉛、鎘、汞。下表是典型堿性鋅錳電池的主要成分含量。
[0004] 堿性電池組份含量
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法，包括如下步驟： (1) 廢舊鋅錳電池經(jīng)干燥、破碎成粉，并過篩； (2) 使用硫酸對(duì)步驟（1)所得篩下物進(jìn)行酸浸，經(jīng)過濾得濾液； (3) 使用鐵粉對(duì)步驟（2)的濾液進(jìn)行置換除銅，反應(yīng)后過濾得濾液和副產(chǎn)品銅粉； (4) 在步驟（3)所得濾液中除鐵，得到除鐵后液； (5) 在步驟（4)所得除鐵后液中加入氟化錳、氟化鋅、氟化鈉、氟化鉀、氟化氨中的一種 或兩種以上的混合物進(jìn)行反應(yīng)，再過濾得萃取前液； (6) 對(duì)萃取前液使用萃取系統(tǒng)分離鋅錳，錳留在萃余液中，得硫酸錳溶液；鋅進(jìn)入萃取 有機(jī)相，再經(jīng)硫酸反萃后得到硫酸鋅溶液； (7) 硫酸錳溶液和硫酸鋅溶液分別濃縮結(jié)晶，制得高純硫酸錳和硫酸鋅產(chǎn)品。
2. 如權(quán)利要求1所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法，其 特征在于：所述步驟（2)中酸浸溫度為50?80°C，反應(yīng)終點(diǎn)pH為0. 5?3. 0 ;所述步驟（3) 中鐵粉的加入量為理論需求量的1. 〇?1. 5倍；所述步驟（4)中所得濾液中加入氯酸鈉、氯 酸鉀、氧氣、臭氧、雙氧水中的一種或幾種的混合物，將溶液中二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，再升溫 至75?100°C，加入碳酸錳、碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、氨水中的一種或 幾種的混合物，將pH控制為2. 0?5. 0,維持反應(yīng)時(shí)間2?12h后，過濾得除鐵后液；所述 步驟（5)中維持反應(yīng)時(shí)間為0. 5?5h。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：所述萃取系統(tǒng)的萃取劑為P204。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：所述步驟（6)中控制萃取前液的pH為3?6,萃取前液中的鋅濃度為5?15g/ L，萃取前液與萃取有機(jī)流比為3 :1?1 :2,萃取相中水相與有機(jī)相比為2 :1?1 :2。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：控制萃余液的pH為1. 5?4,鋅含量不超過5mg/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：步驟（6)中所用萃取系統(tǒng)，分為萃取段、洗滌段、反萃鋅段、反萃雜段、澄清段， 其中萃取段級(jí)數(shù)為3?7級(jí)，洗滌段級(jí)數(shù)3?8級(jí)，反萃鋅段級(jí)數(shù)3?8級(jí)，反萃雜段級(jí)數(shù) 為3?5級(jí)，澄清段分別用于萃余水相、洗漆水相、反萃鋅水相、反萃雜水相及反萃雜后有機(jī) 相的澄清，每段級(jí)數(shù)為1?3級(jí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：控制洗滌酸濃度為0. 5?2. Omol/L，洗滌液出口 pH為2. 0?4. 0。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：控制反萃鋅的酸濃度為2. 5?4. Omol/L,反萃鋅液pH為2. 0?5. 0。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方法， 其特征在于：控制初始反萃雜酸濃度為6. 0?7. Omol/L，循環(huán)使用，當(dāng)濃度低于4. 5mol/L 時(shí)，更換或補(bǔ)加新的反萃雜酸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的利用廢舊鋅錳電池為原料制備高純硫酸錳和硫酸鋅的方 法，其特征在于：所述反萃雜酸為硫酸或鹽酸。
【文檔編號(hào)】C01G9/06GK104229898SQ201310223320
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】李長東, 唐紅輝, 譚群英, 劉勇奇, 王皓, 王致富 申請(qǐng)人:湖南邦普循環(huán)科技有限公司, 廣東邦普循環(huán)科技有限公司