[发明专利]除锌诱导剂及其制备方法和应用、镍钴锰硫酸盐溶液中除锌的方法

说明书

本发明提出了一种除锌诱导剂及其制备方法和应用、以及一种镍钴锰硫酸溶液中去除锌的方法。除锌诱导剂的主要成分包括羟基氧化铁和氢氧化铝，在除锌诱导剂的作用下，利用针铁矿和氢氧化铝的吸附作用，在产生沉淀过程中将锌吸附沉淀，同时产生共沉淀，将锌从溶液中去除。本发明可在纯硫酸体系中进行，不需要添加其它的阴离子，过程操作简单，生产流程短，产生的渣可循环使用。

技术领域

本发明涉及溶液净化除杂技术领域，具体涉及除锌诱导剂以及从镍钴锰硫酸盐溶液中去除锌的方法。

背景技术

镍钴锰三元锂离子电池具有比容量高、安全性好、循环稳定性好等优点，已广泛应用于笔记本电脑、数码设备、电动自行车等领域。镍钴锰硫酸盐溶液一般都是由锂离子电池正极或相应的湿法中间品浸出产生，浸出液中含大量的锌、铁、铝、钙、镁等，其中铁铝以成矾法去除，钙镁可用氟化钠法去除，工艺方法已有应用且相对成熟。除锌的方法主要有硫化氢沉淀法、萃取法、阴离子交换法、铁氧体共沉淀法、碱式盐沉淀法。上述方法在实际生产中有应用，但是处理难度大，条件控制受到局限。比如，硫化氢沉淀法，因为使用到硫化氢气体，操作难度大且有较大的风险性；萃取法一般是采用P204进行萃取，因为使用到有机溶剂，会造成溶液中较高TOC含量，增加处理流程和处理难度；阴离子交换法对于操作要求高，再生液处理难度大，产能受到限制且一次性投资大；铁氧体共沉淀法，虽然操作简单，但是需要加入氯离子，对溶液带来二次污染，在溶液的使用方面受到了很大的限制；碱式盐沉淀法是利用铜的碱式盐的转变又尤其容易进行，利用这个碱式盐的转变反应可以将锌及其对应的阴离子从废水中去除，但是反应需要在盐酸盐溶液中进行。

发明内容

针对现有技术存在的问题，研究简单易行的除锌手段是本领域技术人员直面的问题。本发明要解决的技术问题是：提供一种经济实用、效果良好的除锌诱导剂及其制备方法，并提供一种操作方便、流程简单且除锌效果良好的镍钴锰硫酸盐溶液中的除锌方法。

本发明的解决方案是这样实现的：

需要说明的是，本发明中所述的碱是指氢氧化物和/或碳酸盐。

一种除锌诱导剂，为下文表述方便，称之为1号除锌诱导剂，主要由羟基氧化铁和氢氧化铝组成，氢氧化铝和羟基氧化铁的质量比为1：4-14。

1号除锌诱导剂的制备方法如下：将铝、亚铁的硫酸盐或氯化盐或硝酸盐按质量比1：3-10混合溶于水后，升温至85-90℃，用碱对溶液调节pH值至5.5-6.5，反应1-4小时后过滤洗涤后即可制备得到。

反应原理如下：

Fe²⁺+O₂+H₂O→FeOOH↓+H⁺

H⁺+OH^-→H₂O

H⁺+CO₃^2-→CO₂↑+H₂O

Al³⁺+OH^-→Al(OH)₃↓

基于同样的发明构思，本发明另提供一种除锌诱导剂，为表述方便，称之为2号除锌诱导剂，主要由羟基氧化铁、氢氧化铝以及镍、钴或锰的氢氧化物和/或碳酸盐组成；2号除锌诱导剂中各组分的质量比为羟基氧化铁：氢氧化铝：镍、钴或锰的氢氧化物和/或碳酸盐＝1：0.1-0.4：1.5-5.5。其制备方法如下：将亚铁、铝、以及镍或钴或锰的硫酸盐或氯化盐或硝酸盐等按质量比1：0.1-0.3：1-3混合溶于水后，升温至85-90℃，用碱调节溶液pH值至7.5-8.5，反应1-4小时后过滤洗涤后即可得到。

反应原理如下：