废旧氢-镍电池中镍和稀土元素的回收处理

摘要

废旧氢-镍电池中含有33～42％的镍，10％左右的钴及10％的稀土元素，对废旧氢.镍电池的回收处理不仅有利于缓解镍供需缺口增加带来的经济压力，而且有利于环境保护，因此回收处理废旧氢.镍电池极具研究开发价值。 本论文采用湿法冶金处理方法对废旧氢-镍电池中有价金属元素镍及稀土元素的回收提纯进行了详细的研究。采用X射线荧光分析技术，对所收集的废旧氢一镍电池进行了定性分析，确定所收集的电池为AB5型富铈储氢合金氢.镍电池。通过对电池电极活性物质酸浸原理分析，提出以镍元素浸出率作为衡量电池电极活性物质浸出标准，并通过正交实验对废旧氢.镍电池电极材料中的有价金属元素的浸出率(溶出率)条件进行了优化研究分析。经研究发现，氢.镍电池正负极材料分开处理酸浸效果不及正负极材料混合处理时好，混合电极在固液比为1:100时，与6mol/L，的盐酸溶液在95℃的恒温振荡器中浸溶6小时，可使电极中95％以的上的镍元素浸出。 本论文采用化学沉淀法对废旧氢-镍电池电极浸出液中有价金属元素进行了回收提纯。以草酸溶液作为沉淀剂，在室温下控制溶液pH值为0.5，采用磁力搅拌的方式正沉淀电极浸出液中的稀土元素，所得产品粒度小，结晶形态好，有效地实现了电极浸出液中稀土元素的分离提纯。采用次氯酸钠在控制溶液pH值为3.6的条件下氧化沉淀浸出液中钴元素，有效地实现了浸出液液中钴、镍元素的分离。采用饱和草酸溶液为沉淀剂，在控制溶液pH值为4的条件下，于室温下正沉淀浸出液中镍元素，得到α草酸镍水合物。与PingweiZhang的萃取分离技术相比，废旧氢.镍电池化学沉淀法所得产品形貌好，回收处理流程简单，试剂投加种类少，有利于废旧氢-镍电池回收处理工业化研究。

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文摘

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第1章 绪论

1.1氢-镍电池的发展现状

1.1.1电池的发展历史

1.1.2氢-镍电池的发展

1.2氢-镍电池的结构

1.3氢-镍电池失效原因

1.4废旧氢-镍电池回收处理的意义

1.5废旧氢-镍电池回收处理现状

1.5.1国内外废旧电池回收现状

1.5.2废旧氢-镍电池回收处理技术

1.6选题意义和研究内容及方法

1.6.1选题意义

1.6.2本论文研究内容及方法

第2章实验设备及分析方法

2.1实验药品及仪器

2.1.1实验药品

2.1.2实验仪器

2.2分析方法

第3章废旧氢-镍电池的物质组成分析

3.1废旧氢-镍电池的破碎

3.2废旧氢-镍电池的物质组成分析

3.2.1废旧氢-镍电池电极成分分析

3.2.2废旧氢-镍电池物质组成结构分析

第4章废旧氢-镍电池的酸浸溶解

4.1酸浸原理

4.2氢-镍电池中镍元素酸浸条件优选

4.3正交实验结果与讨论

4.3.1影响因素对镍浸出率的影响程度对比分析

4.3.2影响因素趋势分析

4.3.3电极中镍元素的酸浸条件优选

4.4本章小结

第5章稀土元素的分离提纯

5.1引言

5.2稀土元素沉淀回收

5.2.1沉淀剂的选择

5.2.2沉淀条件的选择

5.2.3浸出液中稀土元素分离提纯

5.3本章小结

第6章镍元素的回收提纯

6.1引言

6.2钴和镍元素的碱沉分离

6.2.1钴元素的碱沉分离

6.2.2钴元素的氧化沉淀

6.3镍元素的回收提纯

6.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢