一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法。该方法主要包括废旧锂离子电池放电，拆解，焙烧，用硫酸和亚硫酸钠在超声波条件下浸出，硫化钠沉淀除杂，草酸沉淀得草酸钴，CO2沉淀得碳酸锂，得到的草酸钴和碳酸锂焙烧得到钴酸锂粉末。采用本发明专利技术的方法，工艺简单、有价金属回收率高，废旧锂离子电池中的有价金属回收率在98.5％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废旧电池材料回收
，尤其涉及一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法。
技术介绍
随着电池产销量的逐年增长，废旧电池的回收和处理引起人们的极大关注。锂离子电池广泛应用在电动汽车、航天以及小型移动电子设备等领域，其平均使用时间在三年左右，因此，废旧锂离子电池回收处理受到普遍重视。废旧锂离子电池回收过程大体分为：电池的前处理、活性物质与集流体的分离、有价金属的回收与再利用等步骤。废旧锂离子电池的回收利用研究主要集中于电池中正极活性物质的回收利用方法。一般来说，根据所采用的主要关键技术，可以将废旧锂离子电池的回收处理过程分为物理法、化学法和生物法这三类。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法。该方法工艺简单、有价金属回收率高。本专利技术所述的一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为450～550℃，热处理时间为0.5～1h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用1～3mol/L的硫酸溶液和0.2～0.6mol/L的亚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2～5h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和亚硫酸钠溶液的体积比为1～3：1，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）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入1～2.5mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂溶液和草酸钴沉淀物；（5）向步骤（4）得到的含锂溶液中通入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，得到碳酸锂沉淀物；（6）将步骤（4）中得到的草酸钴沉淀物和步骤（5）中得到的碳酸锂沉淀物干燥，混合，研磨均匀后，在820～840℃下焙烧5～7h，得到钴酸锂粉末。进一步，步骤（1）中高温炉温度为500℃，热处理时间为1h。进一步，步骤（2）中硫酸溶液浓度为2mol/L，亚硫酸钠溶液浓度为0.5mol/L，浸出温度为80℃，浸出时间为3h。进一步，步骤（3）中将步骤（2）得到的含钴锂浸出液的pH值用NaOH调节到5。进一步，步骤（4）中草酸溶液的浓度为2mol/L。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，草酸钴和碳酸锂直接反应制得钴酸锂粉末。工艺简单、有价金属回收率高。采用了上述技术方案，废旧锂离子电池中的有价金属回收率在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1：一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为450℃，热处理时间为0.5h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用1mol/L的硫酸溶液和0.2mol/L的亚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2h，搅拌速率为100r/min，其中，硫酸溶液和亚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）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入1mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂溶液和草酸钴沉淀物；（5）向步骤（4）得到的含锂溶液中通入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，得到碳酸锂沉淀物；（6）将步骤（4）中得到的草酸钴沉淀物和步骤（5）中得到的碳酸锂沉淀物干燥，混合，研磨均匀后，在820℃下焙烧5h，得到钴酸锂粉末。实施例2：一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为550℃，热处理时间为1h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用3mol/L的硫酸溶液和0.6mol/L的亚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5h，搅拌速率为200r/min，其中，硫酸溶液和亚硫酸钠溶液的体积比为3：1，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）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入2.5mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂溶液和草酸钴沉淀物；（5）向步骤（4）得到的含锂溶液中通入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，得到碳酸锂沉淀物；（6）将步骤（4）中得到的草酸钴沉淀物和步骤（5）中得到的碳酸锂沉淀物干燥，混合，研磨均匀后，在840℃下焙烧7h，得到钴酸锂粉末。实施例3：一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为500℃，热处理时间为0.8h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用2mol/L的硫酸溶液和0.4mol/L的亚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150W，浸出温度为85℃，浸出时间为3h，搅拌速率为150r/min，其中，硫酸溶液和亚硫酸钠溶液的体积比为2：1，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5，加入硫化钠沉淀浸出液中的铜、镍和铝，反应温度为65℃，过滤，得到含钴锂溶液；（4）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入2mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂溶液和草酸钴沉淀物；（5）向步骤（4）得到的含锂溶液中通入CO2气体，CO2气体量为溶液中锂沉淀完全所需理论量的1.3倍，过滤，得到碳酸锂沉淀物；（6）将步骤（4）中得到的草酸钴沉淀物和步骤（5）中得到的碳酸锂沉淀物干燥，混合，研磨均匀后，在830℃下焙烧6h，得到钴酸锂粉末。实施例4：一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为500℃，热处理时间为1h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用2mol/L的硫酸溶液和0.5mol/L的亚硫酸钠溶液在超声波条件下进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为450～550℃，热处理时间为0.5～1h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用1～3mol/L的硫酸溶液和0.2～0.6mol/L的亚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2～5h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和亚硫酸钠溶液的体积比为1～3：1，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）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入1～2.5mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂溶液和草酸钴沉淀物；（5）向步骤（4）得到的含锂溶液中通入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，得到碳酸锂沉淀物；（6）将步骤（4）中得到的草酸钴沉淀物和步骤（5）中得到的碳酸锂沉淀物干燥，混合，研磨均匀后，在820～840℃下焙烧5～7h，得到钴酸锂粉末。...

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂离子电池中回收钴酸锂的方法，其特征在于，步骤如下：（1）将废旧锂离子电池充分放电，拆解后得到正极，然后将其置于高温炉中经热处理去除粘结剂，高温炉温度为450～550℃，热处理时间为0.5～1h，剥离掉铝片，分离碳粉，然后用破碎机破碎得到含钴酸锂的粉料；（2）将步骤（1）得到的含钴酸锂的粉料用1～3mol/L的硫酸溶液和0.2～0.6mol/L的亚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2～5h，搅拌速率为100～200r/min，其中，硫酸溶液和亚硫酸钠溶液的体积比为1～3：1，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）向步骤（3）得到的含钴锂溶液中加入1～2.5mol/L的草酸溶液，过滤，得到含锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈召勇，朱华丽，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43