一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法技术

本发明专利技术公开了一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，通过将钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h，然后用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液，含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛，含锂滤液加入氢氧化锂，调节滤液pH 值在6～11范围内，深度除杂过滤；过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。利用本发明专利技术方法所得氯化锂产品纯度达99%以上，锂、钛的回收率均大于85%，方法工艺简单，有效实现了钛酸锂废料中有价成分的综合回收，避免了钛酸锂废料对环境的污染，易于产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法
本专利技术涉及废旧锂离子电池回收利用
，尤其是一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法。
技术介绍
钛酸锂因其高稳定性、高安全性、寿命长、充电快等优点，已成为新一代替代传统可充电电池的选择之一。在一些笔记本电脑和电动汽车中已开始使用，除此之外，在电网的辅助储能系统和一些军事领域也开始使用钛酸锂电池。目前，国内对废旧锂离子电池的回收研究主要集中在三元材料和磷酸铁锂材料上，对废旧钛酸锂电池材料的回收利用研究相对较少，且大部分处在实验室研究阶段，适用于工业化生产应用的工艺路线较少。例如中国专利申请号CN201610665778.3公开了一种回收利用钛酸锂电极片的方法，是二次烧成钛酸锂，将钛酸锂废料再生。然而重新烧制的钛酸锂性能难以保证。对钛酸锂废料中的锂和钛分别加以回收是另一条有效路径。目前，所报道的从锂离子电池中回收锂的工艺中所定位的产品普遍为碳酸锂，回收锂制备碳酸锂的工艺存在场地需求大、能耗高等特点，成本较高，经济效益不显著。本专利技术只需在酸浸、化学除杂后直接蒸发浓缩、结晶干燥，即可得到含量达到99%以上的氯化锂产品，工艺简单，能秏低，成本低，具有较高的附加值，易于产业化应用。
技术实现思路
本专利技术提供了提供一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，解决现有技术中回收钛酸锂能耗高、成本高、工艺复杂、产品附加值低、回收利用率低等问题，实现废旧钛酸锂中回收锂和钛技术的推广与大规模产业化应用。具体技术方案如下：一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，包括如下步骤：（1）煅烧：钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h；（2）浸出：用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，控制pH值在0.5～1的范围内，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液；（3）焙烧：将含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛；（4）除杂：将（2）步骤过滤所得的滤液通过加入氢氧化锂，调节pH值在6～11的范围内，深度除杂过滤；（5）浓缩氯化锂：将（4）步骤过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。优选的，所述步骤（2）中，盐酸浓度为1～5mol/L，双氧水浓度为10～50wt％，反应时间为1～4h。优选的，所述步骤（2）和步骤（4）中反应温度为30～100℃，反应时间为1～4h。优选的，所述步骤（5）中将氯化锂结晶物干燥时将其置于烘炉内，于200～250℃下进行干燥。优选的，所述的钛酸锂废料为钛酸锂生产过程中产生的钛酸锂废料或者电池生产过程中产生的钛酸锂废料，或采用以下方法回收得到：废旧电池完全放电后拆解电池，分离负极片、隔膜和正极片，负极片加热至200～500℃，热处理1～5h，将基体铝箔与负极材料分离，得到钛酸锂负极材料、导电剂和粘结剂残余物的混合物的钛酸锂废料。优选的，所述回收废旧电池得到钛酸锂废料时，采用机械分离、超声波震荡方法分离或有机溶剂浸泡分离基体铝箔与负极材料。优选的，所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、二甲基甲酰胺(DMF)中的一种或多种。有益效果：（1）回收工艺简单、成本低，易于产业化应用；（2）锂和钛的回收率高，均大于85%，且氯化锂纯度大于99%；（3）有效实现了钛酸锂废料中有价成分的综合回收，避免了钛酸锂废料对环境的污染。附图说明图1为本专利技术钛酸锂废料回收工艺流程图。图2为本专利技术实施例1所得二氧化钛的XRD图。具体实施方式实施例：下面结合实施例对本专利技术的方案进行详细清楚的叙述。实施例1：将2kg废旧碳酸锂极片于300℃焙烧2h，除去极片中的粘结剂和导电剂，然后将钛酸锂和铝板剥离，得到废旧钛酸锂，锂含量6.0%。取1kg废旧钛酸锂，按1:3的固液比加入去离子水，并按化学计量比加入1.5mol/L盐酸和20wt%的双氧水调节pH值到0.5，60℃温度下搅拌反应2h，过滤得到含锂滤液和含钛滤渣；将滤渣放入马弗炉中于800℃温度下煅烧6h，随炉冷却后得到二氧化钛872g；向含锂滤液中加入氢氧化锂，调节溶液pH值到9，80℃温度下搅拌反应3h，过滤深度除杂，得到高纯氯化锂溶液；最后高纯氯化锂溶液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂328.7g。氯化锂质量满足GB/T10575-2007标准中LiCl-1牌号要求。氯化锂成分如表1所示：表1经检测，碳酸锂废料中锂回收率为90.4%，钛的回收率为95.6%。实施例2取电池生产过程中产生的钛酸锂废料1kg，锂含量5.5%。将钛酸锂废料于200℃焙烧4h，然后按1:3的固液比加入去离子水，并按化学计量比加入3mol/L盐酸和30wt%的双氧水调节pH值到1，30℃温度下搅拌反应3h，过滤得到含锂滤液和含钛滤渣；将滤渣放入马弗炉中于600℃温度下煅烧8h，随炉冷却后得到二氧化钛766.7g；向含锂滤液中加入氢氧化锂，调节溶液pH值到7，70℃温度下搅拌反应4h，过滤深度除杂，得到高纯氯化锂溶液；最后高纯氯化锂溶液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂289.8g。氯化锂质量满足GB/T10575-2007标准中LiCl-T牌号要求。氯化锂成分如表2所示：表2经检测，碳酸锂废料中锂回收率为88.6%，钛的回收率为92.3%。实施例3取电池生产过程中产生的钛酸锂废料1kg，锂含量6.3%。将钛酸锂废料于400℃焙烧1h，然后按1:3的固液比加入去离子水，并按化学计量比加入1.5mol/L盐酸和10wt%的双氧水调节pH值到0.6，80℃温度下搅拌反应1h，过滤得到含锂滤液和含钛滤渣；将滤渣放入马弗炉中于900℃温度下煅烧4h，随炉冷却后得到二氧化钛750.8g；向含锂滤液中加入氢氧化锂，调节溶液pH值到11，90℃温度下搅拌反应1h，过滤深度除杂，得到高纯氯化锂溶液；最后高纯氯化锂溶液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂330.5g。氯化锂质量满足GB/T10575-2007标准中LiCl-T牌号要求。氯化锂成分如表3所示：表3经检测，碳酸锂废料中锂回收率为87.6%，钛的回收率为90.1%。前述的实例仅是说明性的，用于解释本专利技术所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本专利技术的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，做出的若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）煅烧：钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h；（2）浸出：用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，控制pH值在0.5～1的范围内，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液；（3）焙烧：将含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛；（4）除杂：将（2）步骤过滤所得的滤液通过加入氢氧化锂，调节pH 值在6～11的范围内，深度除杂过滤；（5）浓缩氯化锂：将（4）步骤过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。

【技术特征摘要】
1.一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）煅烧：钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h；（2）浸出：用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，控制pH值在0.5～1的范围内，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液；（3）焙烧：将含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛；（4）除杂：将（2）步骤过滤所得的滤液通过加入氢氧化锂，调节pH值在6～11的范围内，深度除杂过滤；（5）浓缩氯化锂：将（4）步骤过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。2.根据权利要求1所述的从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤（2）中，盐酸浓度为1～5mol/L，双氧水浓度为10～50wt％，反应时间为1～4h。3.根据权利要求1所述的从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（4）中反应温度为30～100℃，反应时间为1～4h。4.根据权利要求1所述的从钛酸锂废料中回收氯化锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雯雯，文小强，周有池，罗林山，郭春平，肖颖奕，张帆，王玉香，袁德林，普建，周新华，欧阳希，
申请(专利权)人：赣州有色冶金研究所，
类型：发明
国别省市：江西,36