一种废旧锂离子电池中回收锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，以解决现有技术工序繁琐，萃取除杂造成金属元素收率降低，产生大量有机废水污染环境，且不适合大规模生产的问题。属于废旧电池回收技术领域，方法包括预处理、氧化酸浸、氧化还原、沉淀过滤洗涤、沉淀氧化还原、蒸发结晶等步骤。本发明专利技术采用高锰酸钾氧化除锰的方法减少了其他杂质元素的引入，缩短了废旧锂电池回收的工艺流程，只需两个步骤就可达到回收锰资源的目的、且收率较高，产物为二氧化锰或硫酸锰晶体，且纯度较高，可直接进入本公司生产系统或者外售，从而实现锰资源的回收循环利用，工艺简单易行，设备要求低，操作方便，具有环保优势，具有很好的经济效益及社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧锂离子电池中回收锰的方法
本专利技术属于废旧电池回收
，具体涉及一种废旧锂离子电池中回收锰的方法。
技术介绍
近年来，移动通讯、笔记本电脑、便携式工具、电动自行车、电动汽车等产业的迅猛发展，带动了锂电产业的飞速发展。广泛的使用必然会产生大量废旧锂离子电池，如处置不当，必将污染环境，另外，锂电池中含有大量有价金属镍、钴、铜、铁、铝、锂等，极具回收价值。因此，开展对废旧锂离子电池及其产生废料的回收资源化，会产生良好的经济效益、社会效益和环境效益。目前，废旧锂电池回收方法主要采用湿法回收，多采用萃取法、电沉积法、络合离子交换法等。如CN200810198972中介绍了一种废旧锂离子电池的回收方法，该方法主要是把锂离子电池拆解、分选、筛分预处理后得到活性正极材料，经过氧化酸浸、P204除杂等净化工序，得到纯净的镍钴锰锂等混合溶液，该溶液可重新用来制取镍钴锰酸锂电池材料。上述方法虽然能回收利用废旧锂离子电池中有价金属，但是工序较为繁琐，特别是采用萃取除杂的方法不仅导致金属元素的收率降低，而且带来大量含有机废水，不适合大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，以解决现有技术工序繁琐，萃取除杂造成金属元素收率降低，产生大量有机废水污染环境，且不适合大规模生产的问题。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，包括以下步骤：步骤一、将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；步骤二、在步骤一得到的正负极物料中加入酸和氧化剂进行氧化酸浸，得到混合溶液；步骤三、将步骤二得到的混合溶液在50-80℃下水浴加热，加入KMnO4溶液，氧化-还原反应0.5-5h，得到MnO2沉淀，将该沉淀过滤、洗涤；步骤四、步骤三得到的MnO2沉淀加入还原剂氧化还原反应0.5-5h，反应终点为pH3-6，得到MnSO4溶液；步骤五、对步骤四得到的MnSO4溶液蒸发结晶得到MnSO4晶体。步骤二中所述的酸为硫酸或盐酸。步骤二中所述的氧化剂为双氧水或氯酸钠。步骤三中所述KMnO4溶液的加入量为理论量的0.9-1.3倍。其中加入量大于理论量可提高锰的沉淀率，继而增加回收率，但加入量过多会引起镍、钴金属共沉淀，造成镍、钴等金属损失。步骤四中所述的还原剂为Na2SO3或H2O2溶液。步骤四中Na2SO3溶液的加入量为理论量的0.9-1.3倍。加入量大于理论量可提高二氧化锰的浸出率，继而增加回收率，且Na2SO3耗酸，有利于浸出终点pH值的提高。本专利技术相较于现有技术的有益效果为：本专利技术采用高锰酸钾氧化除锰的方法减少了其他杂质元素的引入，缩短了废旧锂电池回收的工艺流程，只需两个步骤就可达到回收锰资源的目的、且收率较高，产物为二氧化锰或硫酸锰晶体，且纯度较高，可直接进入本公司生产系统或者外售，从而实现锰资源的回收循环利用，工艺简单易行，设备要求低，操作方便，具有环保优势，具有很好的经济效益及社会效益。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，包括以下步骤：一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，包括以下步骤：步骤一、将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；步骤二、在步骤一得到的正负极物料中加入硫酸或盐酸和双氧水或氯酸钠进行氧化酸浸，得到混合溶液；步骤三、将步骤二得到的混合溶液在50-80℃下水浴加热，加入KMnO4溶液，KMnO4溶液的加入量为理论量的0.9-1.3倍，氧化-还原反应0.5-5h，得到MnO2沉淀，将该沉淀过滤、洗涤；步骤四、步骤三得到的MnO2沉淀加入Na2SO3或H2O2溶液氧化还原反应0.5-5h，Na2SO3溶液的加入量为理论量的0.9-1.3倍，反应终点为pH3-6，得到MnSO4溶液；步骤五、对步骤四得到的MnSO4溶液蒸发结晶得到MnSO4晶体。实施例1将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；将正负极物料进行硫酸+双氧水浸出，得到含有镍、钴、锰、锂等有价金属的混合溶液；其浸出液主要成分如表1所示。量取浸出液1L置于烧杯中，水浴加热，水浴温度为80℃，称取15gKMnO4（为理论量的1.2倍），溶于热纯水中，将KMnO4溶液滴入浸出液中，边加边搅拌，2h后结束反应，将得到的沉淀过滤、洗涤。得到的沉淀为23.22g，加入200mL纯水浆化，加入26mL浓硫酸与Na2SO3溶液（溶质为30g，为理论量的1.2倍），开始反应，反应时间为1h，终点pH为3.22，所得MnSO4溶液主要成分如表2所示。将MnSO4蒸发、结晶得到MnSO4晶体。全过程中锰的回收率为98%。表1废旧锂离子电池浸出液主要成分表2MnSO4溶液主要成分实施例2将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；将正负极物料进行盐酸+氯酸钠浸出，得到含有镍、钴、锰、锂等有价金属的混合溶液；其浸出液主要成分如表1所示。量取浸出液480mL置于烧杯中，水浴加热，水浴温度为50℃，称取5.4gKMnO4（用量为理论量0.9倍），溶于热纯水中，将KMnO4溶液滴入浸出液中，边加边搅拌，1h后结束反应，将得到的沉淀过滤、洗涤。得到的沉淀为45.99g（湿渣），加入200mL纯水浆化，加入10mL浓硫酸与H2O2溶液（溶质为30g），开始反应，2h后结束反应，终点pH为5，所得MnSO4溶液主要成分如表2所示。将MnSO4蒸发、结晶得到MnSO4晶体。全过程锰的收率为90.5%实施例3将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；将正负极物料进行硫酸+双氧水浸出，得到含有镍、钴、锰、锂等有价金属的混合溶液；其浸出液主要成分如表1所示。量取浸出液1L置于烧杯中，水浴加热，水浴温度为70℃，称取18gKMnO4（为理论量的1.3倍），溶于热纯水中，将KMnO4溶液滴入浸出液中，边加边搅拌，0.5h后结束反应，将得到的沉淀过滤、洗涤。得到的沉淀为23.22g，加入200mL纯水浆化，加入26mL浓硫酸与Na2SO3溶液（溶质为30g，为理论量的1.2倍），开始反应，反应时间为0.5h，终点pH为3，所得MnSO4溶液主要成分如表2所示。将MnSO4蒸发、结晶得到MnSO4晶体。全过程中锰的回收率为96%。实施例4将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；将正负极物料进行盐酸+氯酸钠浸出，得到含有镍、钴、锰、锂等有价金属的混合溶液；其浸出液主要成分如表1所示。量取浸出液480mL置于烧杯中，水浴加热，水浴温度为60℃，称取5.4gKMnO4（用量为理论量0.9倍），溶于热纯水中，将KMnO4溶液滴入浸出液中，边加边搅拌，5h后结束反应，将得到的沉淀过滤、洗涤。得到的沉淀为45.99g（湿渣），加入200mL纯水浆化，加入10mL浓硫酸与H2O2溶液（溶质为30g），开始反应，5h后结束反应，终点pH为6，所得MnSO4溶液主要成分如表2所示。将MnSO4蒸发、结晶得到MnSO4晶体。全过程锰的收率为93%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；步骤二、在步骤一得到的正负极物料中加入酸和氧化剂进行氧化酸浸，得到混合溶液；步骤三、将步骤二得到的混合溶液在50‑80℃下水浴加热，加入KMnO4溶液，氧化‑还原反应0.5‑5h，得到MnO2沉淀，将该沉淀过滤、洗涤；步骤四、步骤三得到的MnO2沉淀加入还原剂氧化还原反应0.5‑5h，反应终点为pH3‑6，得到MnSO4溶液；步骤五、对步骤四得到的MnSO4溶液蒸发结晶得到MnSO4晶体。

【技术特征摘要】
1.一种废旧锂离子电池中回收锰的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将废旧锂离子电池单体经放电、破碎、风选、剥离等预处理工序，得到正负极物料；步骤二、在步骤一得到的正负极物料中加入酸和氧化剂进行氧化酸浸，得到混合溶液；步骤三、将步骤二得到的混合溶液在50-80℃下水浴加热，加入KMnO4溶液，氧化-还原反应0.5-5h，得到MnO2沉淀，将该沉淀过滤、洗涤；步骤四、步骤三得到的MnO2沉淀加入还原剂氧化还原反应0.5-5h，反应终点为pH3-6，得到MnSO4溶液；步骤五、对步骤四得到的MnSO4溶液蒸发结晶得到MnSO4晶体。2.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹笃盟，常雪洁，王甲琴，柴艮风，李兰兰，陈天翼，何艳，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，兰州金川科技园有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62