隨著新能源汽車行業的快速發展,對鋰離子電池的需求日益增長。以氫氧化鎳鈷(mhp)、三元黑粉等含鎳物料制備電池級硫酸鎳成為了人們關注的熱點。目前,使用含鎳物料制備電池級硫酸鎳的工藝主要有以下幾種:
1. 傳統萃取法
?經過浸出、除鐵鋁、P204萃取雜質、P507萃取鈷、P507/C272萃取鎂等步驟,最終通過蒸發結晶得到硫酸鎳和硫酸鈷晶體。
?缺點在于精制過程中會引入大量鈉離子,影響產品質量。
2. 全萃全反法
?通過一系列的浸出、除鐵鋁、P204萃取雜質、P507萃取鈷和鎳,然后分別對硫酸鎳液和硫酸鈷液進行蒸發結晶。
?優點是產品質量好,但缺點是成本高且需要較大的初期投資。
3. 三次萃取法
?先用硫酸水溶液浸出含鎳物料,再通過多次萃取(P204、P507、C272)將鎳與其他雜質分離。
?包括活性炭除油、蒸發濃縮、結晶、洗滌和干燥等步驟。
?優點是成本較低,且通過飽和硫酸鎳水溶液洗滌,能有效降低雜質含量,確保產品的高純度。
三次萃取法工藝路程詳解
1. 酸浸:在含鎳物料中加入硫酸水溶液進行酸浸,隨后壓濾得到含鎳溶液和浸出渣。
2. 除鐵鋁:向含鎳溶液中加入碳酸鈉進行除鐵鋁,隨后再次壓濾。
3. P204萃取:調節pH值后,加入P204萃取劑進行多級逆流離心萃取,得到第一萃余液。
4. P507萃取:調節第一萃余液的pH值,加入P507萃取劑進行多級逆流離心萃取,得到第二萃余液。
5. C272萃取:調節第二萃余液的pH值,加入C272萃取劑進行多級逆流離心萃取,得到第三萃余液。
6. 濃縮結晶:將第三萃余液進行活性炭除油、精濾、蒸發濃縮,然后冷卻結晶,得到濕硫酸鎳晶體。
7. 洗滌與干燥:使用飽和硫酸鎳水溶液對濕硫酸鎳晶體進行洗滌,然后烘干,最終得到電池級硫酸鎳。
萃取設備的選擇
在進行上述工藝時,通常采用新型離心萃取設備,如CWL-M系列離心萃取機。這類設備的特點是耐強酸腐蝕、無滲漏風險、維護成本低,并且可以實現連續或間歇操作,提高了萃取效率。
通過比較可以看出,三次萃取法不僅降低了生產成本,還能保證產品的高純度,是目前較為理想的制備電池級硫酸鎳的方法。