【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池，尤其涉及一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法及系統。
技術介紹
1、目前，市場上新能源電池前驅體一般由鎳、鈷、錳、鐵、銅、鋅等金屬氧化物組合而成，其主流生產工藝為共沉淀煅燒法。共沉淀煅燒法利用金屬氯化鹽、磷酸鹽或硫酸鹽，通過共沉淀法形成金屬氫氧化物沉淀物，再通過煅燒生成金屬氧化物。傳統的共沉淀法包括沉淀、過濾、干燥和煅燒等，涉及操作單元多，制造過程復雜，制備過程中需消耗大量的藥劑、純水及純堿，污廢水及污泥產量大，運行成本居高不下。高溫噴霧水解法制備前驅體通常采用氯化鹽進行高溫水解，通常先配置多金屬氯化鹽，然后進行高溫噴霧水解，產生的氯化氫通過吸收返回溶出段使用，產生的多金屬氧化物作為鈉電池前驅體使用。但氯化鹽法由于多金屬共水解，各種金屬反應產生氧化物溫區不同，難以實現共同水解，且由于氯化鹽法需要的反應溫度高，金屬氯化鹽反應不充分，氯化物殘留多，難以制備合成的產品，需要進一步水洗、壓濾、干燥、研磨等工序，工藝復雜、運行成本較高。因此，突破現有沉淀煅燒法和氯化鹽高溫噴霧熱解法弊端，開發可生產高品質且低成本新能源電池前驅體材料方法變得更加迫切。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，一方面，本專利技術提供了一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，包括以下步驟：
2、制備金屬硝酸鹽混合溶液；
3、將所述金屬硝酸鹽混合溶液霧化噴淋至反應爐內，經反應爐內的不同加熱溫區進行熱解，得到金屬氧化物混合物以及高溫煙氣；
4、所
5、所述金屬氧化物混合物在反應爐爐底進行二次加熱。
6、進一步地，所述金屬硝酸鹽混合溶液包括硝酸鎳溶液、硝酸鈷溶液和硝酸錳溶液，還包括硝酸鐵溶液、硝酸銅溶液及硝酸鋅溶液中的至少一種。
7、進一步地，所述反應爐頂部的加熱溫度為280～380℃，反應爐中部的加熱溫度為550～1000℃，反應爐底部的加熱溫度為360～550℃。
8、進一步地，所述金屬硝酸鹽混合溶液中所含金屬離子總濃度為100～180g/l。
9、進一步地，所述金屬硝酸鹽混合溶液在進入反應爐前進行濃縮處理，濃縮液中所含金屬離子的總濃度為125～270g/l。
10、進一步地，所述金屬硝酸鹽混合溶液的霧化噴淋霧滴粒徑d32為20～300μm。
11、進一步地，所述金屬氧化物混合物中氧化物顆粒粒徑d50為0.5～75μm。
12、進一步地，所述高溫煙氣經余熱回收處理包括，將所述高溫煙氣與金屬硝酸鹽混合溶液進行熱交換，對金屬硝酸鹽混合溶液進行濃縮。
13、進一步地，所述金屬硝酸鹽混合溶液霧化噴淋采用高壓液化噴淋、氣流雙流體噴淋及多流體噴淋中的一種。
14、另一方面，本專利技術還提供了一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的系統，包括用于金屬硝酸鹽混合溶液反應的噴霧熱解單元以及用于高溫煙氣回收的回收及凈化單元，所述噴霧熱解單元包括反應爐，所述反應爐上設有多個加熱機構，所述回收及凈化單元包括再生裝置，所述再生裝置與反應爐的煙氣出口連接。
15、本專利技術由于采用以上技術方案，使之與現有技術相比，具有以下有益效果：
16、1)本專利技術提供的制備電池金屬氧化物前驅體的方法，采用噴霧熱解制備金屬氧化物前驅體，相較于傳統的共沉淀煅燒工藝更經濟，運行成本更低；且采用不同加熱溫區進行熱解，適用面更廣，可適用于不同熱解溫度的金屬硝酸鹽使用。
17、2)本專利技術提供的制備電池金屬氧化物前驅體的方法，對高溫煙氣進行余熱回收后，通過再生裝置回收得到再生硝酸，工藝節能環保、無廢渣廢液排放，能實現熱能、硝酸等資源的充分回收利用，經濟效益顯著，有利于工業化大規模生產。
18、3)本專利技術提供的制備電池金屬氧化物前驅體的方法，采用金屬硝酸鹽作為原料，因其分解徹底，制備金屬氧化物純度更高，產品中殘留硝酸根離子更低，金屬氧化物后續處理無需進行水洗操作，可大幅降低純水耗量，大幅降低運行成本。
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1.一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液包括硝酸鎳溶液、硝酸鈷溶液和硝酸錳溶液，還包括硝酸鐵溶液、硝酸銅溶液及硝酸鋅溶液中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述反應爐頂部的加熱溫度為280～380℃，反應爐中部的加熱溫度為550～1000℃，反應爐底部的加熱溫度為360～550℃。
4.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液中所含金屬離子的總濃度為100～180g/L。
5.根據權利要求4所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液在進入反應爐前進行濃縮處理，濃縮液中所含金屬離子總濃度為125～270g/L。
6.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液的
7.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬氧化物混合物中氧化物顆粒粒徑D50為0.5～75μm。
8.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述高溫煙氣經余熱回收處理包括，將所述高溫煙氣與金屬硝酸鹽混合溶液進行熱交換，對金屬硝酸鹽混合溶液進行濃縮。
9.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液霧化噴淋采用高壓液化噴淋、氣流雙流體噴淋及多流體噴淋中的一種。
10.一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的系統，其特征在于，包括用于金屬硝酸鹽混合溶液反應的噴霧熱解單元以及用于高溫煙氣回收的回收及凈化單元，所述噴霧熱解單元包括反應爐，所述反應爐上設有多個加熱機構，所述回收及凈化單元包括再生裝置，所述再生裝置與反應爐的煙氣出口連接。
...【技術特征摘要】
1.一種硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液包括硝酸鎳溶液、硝酸鈷溶液和硝酸錳溶液，還包括硝酸鐵溶液、硝酸銅溶液及硝酸鋅溶液中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述反應爐頂部的加熱溫度為280～380℃，反應爐中部的加熱溫度為550～1000℃，反應爐底部的加熱溫度為360～550℃。
4.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液中所含金屬離子的總濃度為100～180g/l。
5.根據權利要求4所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池金屬氧化物前驅體的方法，其特征在于，所述金屬硝酸鹽混合溶液在進入反應爐前進行濃縮處理，濃縮液中所含金屬離子總濃度為125～270g/l。
6.根據權利要求1所述的硝酸鹽噴霧熱解制備電池...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭金倉，趙金標，王軍，高俊峰，曹傳鵬，常勤學，吳宗應，謝霞，陳連龍，賈陽，
申請(專利權)人：中冶南方工程技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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