用于回收镍、锰和钴的火法冶金方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114761587A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号201980102528.0(51)Int.Cl.(22)申请日2019.11.27C22B7/00(2006.01)C22B7/04(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C22B23/02(2006.01)2022.05.26C22B47/00(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2019/0827582019.11.27(87)PCT国际申请的公布数据WO2021/104620EN2021.06.03(71)申请人尤米科尔公司地址比利时布鲁塞尔(72)发明人伦纳特·舍尔尼斯伊莎贝尔·韦尔默朗(74)专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219专利代理师王潜郭国清权利要求书1页说明书6页(54)发明名称用于回收镍、锰和钴的火法冶金方法(57)摘要本公开涉及一种用于从各种来源回收Ni、Co和Mn的2步高温方法。所述方法包括以下步骤：制备包含所述材料以及作为造渣剂的Si、Al、Ca和Mg的冶金炉料；在第一还原条件下熔炼造渣剂和所述炉料，由此获得Ni‑Co合金以及第一炉渣，所述Ni‑Co合金包含Co和Ni中的至少一种的主要部分，其中Si＜0.1％，所述第一炉渣包含主要部分的Mn；分离所述炉渣与所述合金；以及在第二还原条件下熔炼所述炉渣，所述第二还原条件比所述第一还原条件的还原性更强，由此获得第二炉渣和包含主要部分的Mn的Si‑Mn合金，其中Si＞10％。产生Ni‑Co合金，其适于例如制备锂离子电池用正极材料，并且产生Si‑Mn合金，其可以用于炼钢。所述第二炉渣基本上不含重金属，因此适于再利用。CN114761587ACN114761587A权利要求书1/1页1.一种用于由含有Ni、Mn和Co的材料产生Si‑Mn合金的方法，所述方法包括以下步骤：a)制备冶金炉料，所述冶金炉料包含所述材料以及作为造渣剂的Si、Al、Ca和Mg；b)在第一还原条件下熔炼所述炉料，由此获得Ni‑Co合金和第一炉渣，所述Ni‑Co合金包含Co和Ni中的至少一种的主要部分，其中Si＜0.1％，所述第一炉渣包含主要部分的Mn；c)分离所述炉渣与所述合金；以及d)在第二还原条件下熔炼所述炉渣，所述第二还原条件的还原性比所述第一还原条件的还原性更强，由此获得Si‑Mn合金和第二炉渣，所述Si‑Mn合金包含主要部分的Mn，其中Si＞10％。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一炉渣具有根据以下的组成：0.25＜SiO2/Al2O3＜2.5；0.5＜SiO2/CaO＜2.5；MnO＞2.5％，优选MnO＞5％；MgO＞5％，优选MgO＞10％；以及Co+Ni＞0.1％，优选Co+Ni＞0.2％，更优选Co+Ni＞0.5％。3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括将所述Si‑Mn合金添加到Fe类熔融相，由此获得Si‑Mn钢的步骤。4.一种炉渣，所述炉渣具有根据以下的组成：0.25＜SiO2/Al2O3＜2.5；0.5＜SiO2/CaO＜2.5；MnO＞2.5％，优选MnO＞5％；MgO＞5％，优选MgO＞10％；以及Co+Ni＞0.1％，优选Co+Ni＞0.2％，更优选Co+Ni＞0.5％。5.根据权利要求4所述的炉渣用于通过在还原条件下熔炼所述炉渣来制备Si‑Mn合金的用途。2CN114761587A说明书1/6页用于回收镍、锰和钴的火法冶金方法[0001]本公开涉及一种用于从各种来源回收Ni、Co和Mn的2步高温方法。产生的Ni‑Co合金适于例如制备锂离子电池用正极材料，并且产生的Si‑Mn合金可以用于炼钢。[0002]近年来，在欧洲和中国的新法规的驱动下，电动车辆已经经历了空前的增长，其被设计成逐渐减少汽车的CO2排放量并限制城市中的空气污染。预期在接下来的数十年期间继续这种增长。电动车辆的调整取决于用于储存电能的电池的性能。为了在保持成本受控的同时获得最高的能量密度，使用了锂离子电池。优选的电池含有基于过渡金属Ni、Mn和Co的正极(又称为NMC电池)。随着电动车市场的增长，还预期对于这些金属的需求显著增加。[0003]对于Ni和Co的需求可超过全球生产能力。Co是特别关键的，因为它现今仅作为Ni和Cu工业的副产物而产生。Ni的市场明显大于Co的市场，但大部分的Ni正用于不锈钢的生产，其中，纯度相对不重要。因此，高纯度的Ni和Co金属或化合物供应不足。鉴于上述情况，从已经理想地含有这些元素的合适组合的报废的电池中回收Ni和Co是有吸引力的建议。[0004]EP3269832描述了一种针对含Co和/或Ni的合金和含Mn炉渣的回收和加工废电池的方法，其特征在于MnO‑Si