本发明专利技术公开了一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。该方法主要包括废锂离子电池材料的放电，高温焙烧，用硫酸和硫代硫酸钠在超声波条件下浸出，硫化钠沉淀除杂，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，再盐酸反萃取钴，含锂萃余液通入CO2气体沉淀得到碳酸锂。采用本发明专利技术的方法，工艺简单、钴和锂回收率高，废锂离子电池材料中的钴和锂回收率均在98.5％以上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废电池材料回收
，尤其涉及一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。
技术介绍
锂离子电池是一种电化学性能好、能量高及安全无公害的可充电电池，其发展速度极快，在各行各业都得到了广泛的应用，其回收利用也受到极大的关注。目前，对废锂离子电池材料的回收主要是对有价金属钴和锂的回收，其回收过程主要包括废电池材料的拆分粉碎，各部分的分离和有价金属的富集。回收方法主要分为两种：火法冶金法和湿法冶金法。火法冶金法是直接采用高温处理的方法破除塑料外壳和金属外壳，而后使用浮选、沉淀等方法得到金属化合物。湿法冶金法先使用机械方法破除塑料、金属外壳，而后采取浸出、沉淀、离子交换、萃取等方法得到金属化合物。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法。该方法工艺简单、钴和锂回收率高。本专利技术所述的一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为460～560℃，热处理时间为1.5～2h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用1～3mol/L的硫酸溶液和0.7～1.0mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为25～40kHz，超声波功率为120～200W，浸出温度为80～90℃，浸出时间为3～6h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为1～4：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到4～6，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为60～70℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）调节步骤（3）得到的含钴锂溶液的pH值至5-6，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，稀释剂为磺化煤油，Cyanex272和磺化煤油的体积比为1～3：1，萃取O/A=1～2：1，萃取时间 5～15min，静置，分离得到含钴萃取有机相和含锂萃余液；（5）用1～3mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用1～3mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中的钴，过滤，得到草酸钴沉淀物，在惰性气氛下于650~850℃进行热分解得到金属钴粉；（6）向步骤（4）得到的含锂萃余液中通入CO2气体，CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.1～1.5倍，过滤，水洗，烘干制得碳酸锂粉末。进一步，步骤（1）中高温焙烧炉温度为500℃，热处理时间为1.5h。进一步，步骤（2）中硫酸溶液浓度为2mol/L，硫代硫酸钠溶液浓度为0.8mol/L。进一步，步骤（3）中含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到5。进一步，步骤（4）中Cyanex272和磺化煤油的体积比为2：1，萃取O/A=1：1。进一步，步骤（5）中用2mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用2mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中的钴。进一步，步骤（6）中CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.2倍。本专利技术为了提高钴的浸出率，采用超声波辅助浸出的方法来提高浸出效率。最后通过萃取来分离提取钴和锂。工艺简单、钴和锂回收率高。采用了上述技术方案，废锂离子电池材料中的钴和锂回收率均在98.5％以上。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术做出详细说明。实施例1：一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为460℃，热处理时间为1.5h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用1mol/L的硫酸溶液和0.7mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为25kHz，超声波功率为120W，浸出温度为80℃，浸出时间为3h，搅拌速率为100r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为1：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到4，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为60℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）调节步骤（3）得到的含钴锂溶液的pH值至5，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，稀释剂为磺化煤油，Cyanex272和磺化煤油的体积比为1：1，萃取O/A=1：1，萃取时间 5min，静置，分离得到含钴萃取有机相和含锂萃余液；（5）用1mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用1mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中的钴，过滤，得到草酸钴沉淀物，在惰性气氛下于650℃进行热分解得到金属钴粉；（6）向步骤（4）得到的含锂萃余液中通入CO2气体，CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.1倍，过滤，水洗，烘干制得碳酸锂粉末。实施例2：一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为560℃，热处理时间为2h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用3mol/L的硫酸溶液和1.0mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为40kHz，超声波功率为200W，浸出温度为90℃，浸出时间为6h，搅拌速率为200r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为4：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到6，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为70℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）调节步骤（3）得到的含钴锂溶液的pH值至6，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，稀释剂为磺化煤油，Cyanex272和磺化煤油的体积比为3：1，萃取O/A=2：1，萃取时间 15min，静置，分离得到含钴萃取有机相和含锂萃余液；（5）用3mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用3mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中的钴，过滤，得到草酸钴沉淀物，在惰性气氛下于850℃进行热分解得到金属钴粉；（6）向步骤（4）得到的含锂萃余液中通入CO2气体，CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.5倍，过滤，水洗，烘干制得碳酸锂粉末。实施例3：一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为500℃，热处理时间为1.8h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用2mol/L的硫酸溶液和0.8mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为30kHz，超声波功率为180W，浸出温度为85℃，浸出时间为5h，搅拌速率为150r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为2：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为460～560℃，热处理时间为1.5～2h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用1～3mol/L的硫酸溶液和0.7～1.0mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为25～40kHz，超声波功率为120～200W，浸出温度为80～90℃，浸出时间为3～6h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为1～4：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到4～6，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为60～70℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）调节步骤（3）得到的含钴锂溶液的pH值至5‑6，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，稀释剂为磺化煤油，Cyanex272和磺化煤油的体积比为1～3：1，萃取O/A=1～2：1，萃取时间 5～15min，静置，分离得到含钴萃取有机相和含锂萃余液；（5）用1～3mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用1～3mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中的钴，过滤，得到草酸钴沉淀物，在惰性气氛下于650~850℃进行热分解得到金属钴粉；（6）向步骤（4）得到的含锂萃余液中通入CO2气体，CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.1～1.5倍，过滤，水洗，烘干制得碳酸锂粉末。...
【技术特征摘要】
1.一种从废锂离子电池材料中回收钴和锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废锂离子电池材料充分放电，置于高温焙烧炉中经热处理去除粘结剂，高温焙烧炉温度为460～560℃，热处理时间为1.5～2h，剥离掉铝片，破碎机破碎，然后通过浮选得到含钴酸锂的颗粒；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的颗粒用1～3mol/L的硫酸溶液和0.7～1.0mol/L的硫代硫酸钠溶液在超声波条件下进行搅拌浸出，所采用的超声波频率为25～40kHz，超声波功率为120～200W，浸出温度为80～90℃，浸出时间为3～6h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和硫代硫酸钠溶液的体积比为1～4：1，过滤，得到含钴锂浸出液；（3）将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH溶液调节到4～6，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为60～70℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）调节步骤（3）得到的含钴锂溶液的pH值至5-6，用Cyanex272作为萃取剂萃取钴，稀释剂为磺化煤油，Cyanex272和磺化煤油的体积比为1～3：1，萃取O/A=1～2：1，萃取时间 5～15min，静置，分离得到含钴萃取有机相和含锂萃余液；（5）用1～3mol/L的HCl溶液从步骤（4）得到的含钴萃取有机相中反萃取钴，用1～3mol/L的草酸溶液沉淀反萃液中...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱华丽，陈召勇，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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