1.一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法,其特征在于,为以下步骤:
(1)废旧锌锰电池的破碎,将锌锰电池放入破碎机破碎成粒径为200um以下的粉末;
(2)锌锰电池粉末料的溶解,将锌锰电池按照固液比3-6:1加入底水,同时加入酸维持反应过程的pH1-1.2,维持反应温度75-90℃,搅拌转速50-500r/min,反应3-4小时后取滤渣样,检测其锰含量,根据滤渣中锰质量的1-3倍加入还原剂,在pH1-3,温度30-90℃,搅拌转速300-500r/min情况下反应1-4小时,使得浸出渣中的锌锰含量降低到0.5%以下;
(3)除铁铝,按照浸出液中铁质量的2-3倍加入步骤(1)破碎粉末料,在温度为70-90℃下反应至溶液的pH4.8-5.5,然后在此pH下反应2-4小时;
(4)锌锰分离和硫酸锌的制备,将除铁铝后的物料固液分离,得到第一滤液和第一滤渣,第一滤液用P204有机萃取剂萃取分离锌锰,先将P204萃取剂用碱皂化,皂化率50-70%,P204有机萃取剂的组成为体积分数为10-30%P204萃取剂和70-90%的稀释剂磺化煤油,皂化后的P204有机萃取剂与第一滤液经过6-10级逆流萃取,6-12级洗涤,4-8级反萃,反萃得到纯净的硫酸锌溶液,料液:洗酸:反酸:皂化后P204有机萃取剂的体积流量比为3-5:0.5-
1:0.1-0.3:1,洗酸浓度0.5-1mol/L的硫酸溶液,反酸浓度为2-4mol/L的硫酸溶液,反萃后的P204有机萃取剂循环利用,得到的纯净的硫酸锌溶液,经过浓缩蒸发结晶,得到硫酸锌晶体;
(5)除杂,将萃取锌后的萃余液,将其用酸回调pH1.5-2.5,然后按照钴、镍、镉、铅、铜金属总摩尔数的1.1-1.5倍加入重金属捕捉剂,在40-60℃反应1-3小时,再调节溶液的pH3-
5.5,在pH3-5.5按照钙镁摩尔数的2.3-2.5倍加入氟化物,在80-95℃反应1-3小时,然后过滤,得到第二滤液和第二滤渣,所述步骤(5)中得到的第二滤渣在温度为200-230℃下焙烧
2-3小时,在焙烧时通入纯氧,在氧化气氛下焙烧,焙烧过程不断的翻转第二滤渣,用80-95℃热水洗涤,将其中的硫酸镍、硫酸钴、硫酸镉和硫酸铜洗涤掉,得到第三滤液和第三滤渣,第三滤渣加入3-4mol/L的氢氧化钠溶液,在70-80℃反应,过滤,得到第四滤液和第四滤渣,第四滤液经过浓缩结晶得到氟化钠返回除钙镁,得到的第四滤渣加入盐酸溶液调节溶液的pH1-1.5,在温度为70-80℃反应2-3小时,然后冷却至温度为10-15℃过滤,得到第五滤液和第五滤渣,第五滤渣为氯化铅晶体,第五滤液加入硫酸盐沉淀得到硫酸钙,过滤硫酸钙沉淀渣的滤液经过浓缩结晶得到氯化镁晶体,第三滤液采用P507有机萃取剂将金属离子全部萃取到P507有机萃取剂上,测量P507有机萃取剂内的镍离子、钴离子、铜离子、镉离子的含量,然后采用0.5mol/L的盐酸溶液进行四段反萃,第一段反萃镍离子得到氯化镍溶液,第一段反萃级数为4-5级,0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25:P507有机萃取剂内的镍离子摩尔数,第二段反萃镉离子得到氯化镉溶液,第二段反萃级数为4-5级,
0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25:P507有机萃取剂内的镉离子摩尔数,第三段反萃钴离子得到氯化钴溶液,第三段反萃级数为4-5级,0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25:P507有机萃取剂内的钴离子摩尔数,第四段反萃铜离子得到氯化铜溶液,第四段反萃级数为4-5级,0.5mol/L的盐酸溶液与P507有机萃取剂的体积流量比为0.25:P507有机萃取剂内的铜离子摩尔数;
(6)硫酸锰溶液的制备,将第二滤液进入P507萃取线萃取提纯锰溶液,先将P507有机萃取剂用碱皂化,皂化率50-70%,P507有机萃取剂的组成为体积分数为10-30%的P507萃取剂和70-90%的稀释剂磺化煤油,经过1级皂化,再经过4-8级逆流萃取,6-10级洗涤,4-8级反萃,得到纯净的硫酸锰溶液,料液:洗酸:反酸:皂化后P507有机萃取剂的体积流量比为2-
4:0.5-1:0.1-0.3:1,洗酸浓度0.5-1mol/L的硫酸溶液,反酸浓度为2-5mol/L的硫酸溶液,反萃后的P507有机萃取剂循环利用;
(7)将步骤(6)得到的硫酸锰溶液加入硫酸调节溶液的pH为1-1.5,然后浓缩结晶至波美度50-52,浓缩温度为100-110℃,然后降温,降温至80℃时,这个过程降温速率为3-4.5℃/h,然后降温至55℃,这个过程降温速率为2-2.5℃/h,维持55℃的温度0.5-1小时,同时按照每立方米溶液加入硫酸锰晶种25-35kg,然后继续降温至40℃,这个过程降温速率为1-
1.5℃/h,然后继续降温至10-20℃,这个过程降温速率为2.5-3℃/h,然后用卧螺离心机固液分离,然后进入流化床烘干,采用分级筛进行筛分得到硫酸锰晶体,上层筛网的目数为
15-20目,下层筛网的目数为40-50目,筛上物和筛下物做为晶体使用。
2.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法,其特征在于:所述步骤(2)的还原剂为亚硫酸以及盐、金属单质粉末和亚铁盐。
3.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法,其特征在于:所述步骤(6)萃取得到的萃余液浓缩结晶得到氯化铵晶体。
4.根据权利要求1所述的一种废旧锌锰电池生产电池级硫酸锰和硫酸锌的方法,其特征在于:所述步骤(7)硫酸锰晶种先经过干法球磨1-2小时,磨球与硫酸锰晶体的质量比为
4-5:1,磨球的粒径为0.5-2mm,磨细经过筛分,得到硫酸锰晶种的粒径为0.02-0.05mm。