本发明涉及电池，尤其涉及一种硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法及系统。
背景技术：
1、目前，市场上新能源电池前驱体一般由镍、钴、锰、铁、铜、锌等金属氧化物组合而成，其主流生产工艺为共沉淀煅烧法。共沉淀煅烧法利用金属氯化盐、磷酸盐或硫酸盐，通过共沉淀法形成金属氢氧化物沉淀物，再通过煅烧生成金属氧化物。传统的共沉淀法包括沉淀、过滤、干燥和煅烧等，涉及操作单元多，制造过程复杂，制备过程中需消耗大量的药剂、纯水及纯碱，污废水及污泥产量大，运行成本居高不下。高温喷雾水解法制备前驱体通常采用氯化盐进行高温水解，通常先配置多金属氯化盐，然后进行高温喷雾水解，产生的氯化氢通过吸收返回溶出段使用，产生的多金属氧化物作为钠电池前驱体使用。但氯化盐法由于多金属共水解，各种金属反应产生氧化物温区不同，难以实现共同水解，且由于氯化盐法需要的反应温度高，金属氯化盐反应不充分，氯化物残留多，难以制备合成的产品，需要进一步水洗、压滤、干燥、研磨等工序，工艺复杂、运行成本较高。因此，突破现有沉淀煅烧法和氯化盐高温喷雾热解法弊端，开发可生产高品质且低成本新能源电池前驱体材料方法变得更加迫切。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，一方面，本发明提供了一种硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，包括以下步骤：
2、制备金属硝酸盐混合溶液；
3、将所述金属硝酸盐混合溶液雾化喷淋至反应炉内，经反应炉内的不同加热温区进行热解，得到金属氧化物混合物以及高温烟气；
4、所述高温烟气经余热回收处理，然后进入再生装置进行回收得到再生硝酸；
5、所述金属氧化物混合物在反应炉炉底进行二次加热。
6、进一步地，所述金属硝酸盐混合溶液包括硝酸镍溶液、硝酸钴溶液和硝酸锰溶液，还包括硝酸铁溶液、硝酸铜溶液及硝酸锌溶液中的至少一种。
7、进一步地，所述反应炉顶部的加热温度为280～380℃，反应炉中部的加热温度为550～1000℃，反应炉底部的加热温度为360～550℃。
8、进一步地，所述金属硝酸盐混合溶液中所含金属离子总浓度为100～180g/l。
9、进一步地，所述金属硝酸盐混合溶液在进入反应炉前进行浓缩处理，浓缩液中所含金属离子的总浓度为125～270g/l。
10、进一步地，所述金属硝酸盐混合溶液的雾化喷淋雾滴粒径d32为20～300μm。
11、进一步地，所述金属氧化物混合物中氧化物颗粒粒径d50为0.5～75μm。
12、进一步地，所述高温烟气经余热回收处理包括，将所述高温烟气与金属硝酸盐混合溶液进行热交换，对金属硝酸盐混合溶液进行浓缩。
13、进一步地，所述金属硝酸盐混合溶液雾化喷淋采用高压液化喷淋、气流双流体喷淋及多流体喷淋中的一种。
14、另一方面，本发明还提供了一种硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的系统，包括用于金属硝酸盐混合溶液反应的喷雾热解单元以及用于高温烟气回收的回收及净化单元，所述喷雾热解单元包括反应炉，所述反应炉上设有多个加热机构，所述回收及净化单元包括再生装置，所述再生装置与反应炉的烟气出口连接。
15、本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
16、1)本发明提供的制备电池金属氧化物前驱体的方法，采用喷雾热解制备金属氧化物前驱体，相较于传统的共沉淀煅烧工艺更经济，运行成本更低；且采用不同加热温区进行热解，适用面更广，可适用于不同热解温度的金属硝酸盐使用。
17、2)本发明提供的制备电池金属氧化物前驱体的方法，对高温烟气进行余热回收后，通过再生装置回收得到再生硝酸，工艺节能环保、无废渣废液排放，能实现热能、硝酸等资源的充分回收利用，经济效益显著，有利于工业化大规模生产。
18、3)本发明提供的制备电池金属氧化物前驱体的方法，采用金属硝酸盐作为原料，因其分解彻底，制备金属氧化物纯度更高，产品中残留硝酸根离子更低，金属氧化物后续处理无需进行水洗操作，可大幅降低纯水耗量，大幅降低运行成本。
1.一种硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属硝酸盐混合溶液包括硝酸镍溶液、硝酸钴溶液和硝酸锰溶液，还包括硝酸铁溶液、硝酸铜溶液及硝酸锌溶液中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述反应炉顶部的加热温度为280～380℃，反应炉中部的加热温度为550～1000℃，反应炉底部的加热温度为360～550℃。
4.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属硝酸盐混合溶液中所含金属离子的总浓度为100～180g/l。
5.根据权利要求4所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属硝酸盐混合溶液在进入反应炉前进行浓缩处理，浓缩液中所含金属离子总浓度为125～270g/l。
6.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属硝酸盐混合溶液的雾化喷淋雾滴粒径d32为20～300μm。
7.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属氧化物混合物中氧化物颗粒粒径d50为0.5～75μm。
8.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述高温烟气经余热回收处理包括，将所述高温烟气与金属硝酸盐混合溶液进行热交换，对金属硝酸盐混合溶液进行浓缩。
9.根据权利要求1所述的硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的方法，其特征在于，所述金属硝酸盐混合溶液雾化喷淋采用高压液化喷淋、气流双流体喷淋及多流体喷淋中的一种。
10.一种硝酸盐喷雾热解制备电池金属氧化物前驱体的系统，其特征在于，包括用于金属硝酸盐混合溶液反应的喷雾热解单元以及用于高温烟气回收的回收及净化单元，所述喷雾热解单元包括反应炉，所述反应炉上设有多个加热机构，所述回收及净化单元包括再生装置，所述再生装置与反应炉的烟气出口连接。
