一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法技术

本发明专利技术属于废旧锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括：(1)吸附载体的制备；(2)将废旧锂离子电池充分放电，取出锂离子电池正极材料并放入球磨机中粉碎得到粒径低于0.5μm的粉体混合物；将所述的粉体混合物浸没到3～5倍量的碱性溶液中，在搅拌的过程中不断的加入吸附载体，过滤得到富集金属离子的吸附载体，将该吸附载体使用酸性溶液洗脱即可得到富含有金属离子的溶液；本发明专利技术使用吸附载体对废旧锂离子电池中的金属离子进行分离、富集，提高了金属的回收效率；同时，在该回收过程中仅仅使用酸碱溶液即可；所用到的吸附载体可以被重复利用，降低了金属回收的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法
本专利技术属于废旧锂离子电池回收
，具体涉及一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法。
技术介绍
锂电池大致可以分为锂金属电池和锂离子电池，虽然说锂金属电池的安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池，但是由于其自身的高技术要求限制，锂金属电池的应用远远不及锂离子电池。锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电的过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高，比能量大，循环寿命长，安全性能高，自放电小，无记忆效应，可快速充放电，工作温度范围宽等诸多优点，被广泛应用于电动汽车、电动自行车等多种领域。在锂离子电池的产量日益增加、产品大量投放市场的同时，一个不容忽视的技术问题摆在我们的面前，那就是关于废旧锂离子电池的回收问题。构成锂离子电池的成分和结构较为复杂，包括钢/铝壳、铝集流体正极负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂等，铜/镍/钢集流体负载碳、聚烯烃多孔隔膜、六氟磷酸锂/高氯酸锂的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等，如不加以回收，将会对环境产生很大影响，而回收后，通过技术提取，很多材料还可以被再次利用，如废旧锂离子电池中含有多种有回收价值的贵重金属，如钴、铜、锂和铝等，因此，出于环保和资源再利用的方面考虑，废旧锂离子电池的回收是十分必要的，但是目前还缺少简单高效、低成本的回收处理方法。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，该方法具有成本低、简单高效的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：(1)吸附载体的制备：(1.1)将壳聚糖和焦谷氨酸混合后加水溶解，然后加入酸性溶液调节pH值至4.0～5.0，加热至40～45℃并保温搅拌反应30～40min，然后再加入二氧化锰和硫代卡巴肼，继续保温反应2～3h，经离心过滤，将滤渣送入冷冻干燥机中，干燥所得固体并经超微粉碎机制成微粉；(1.2)将上述微粉和可溶性金属盐溶解分散到醋酸水溶液中，在50～60℃下搅拌反应3～5h，制备得到吸附载体前驱体；(1.3)将所述的吸附载体前驱体用酸性溶液浸渍，析出吸附载体前驱体中的金属离子，制备得到所述的吸附载体；(2)将废旧锂离子电池充分放电，取出锂离子电池正极材料并放入球磨机中粉碎得到粒径低于0.5μm的粉体混合物；将所述的粉体混合物浸没到3～5倍量的碱性溶液中，在搅拌的过程中不断的加入吸附载体，过滤得到富集金属离子的吸附载体，将该吸附载体使用酸性溶液洗脱即可得到富含有金属离子的溶液。优选的，步骤(1.1)中，所述微粉包括以下重量份数的物料制备得到：壳聚糖33～50份、焦谷氨酸3～15份、二氧化锰20～30份、硫代卡巴肼0.1～0.5份。优选的，步骤(1.2)中，所述的可溶性金属盐中的金属包括铜、钴、镍、镉、铬、锂中的任一种或其组合；所述可溶性金属盐与微粉的质量比为1：(20～30)。优选的，步骤(1.2)中，所述醋酸水溶液的质量分数为0.5～5％。优选的，步骤(2)中，所述吸附载体的添加量为粉体混合物总重量的1～2.5倍。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术提供的从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，使用吸附载体对废旧锂离子电池中的金属离子进行分离、富集，提高了金属的回收效率；同时，在该回收过程中仅仅使用酸碱溶液即可；所用到的吸附载体可以被重复利用，降低了金属回收的成本。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。本专利技术提供了一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，包括以下步骤：(1)吸附载体的制备：(1.1)将壳聚糖和焦谷氨酸混合后加水溶解，然后加入酸性溶液调节pH值至4.0～5.0，加热至40～45℃并保温搅拌反应30～40min，然后再加入二氧化锰和硫代卡巴肼，继续保温反应2～3h，经离心过滤，将滤渣送入冷冻干燥机中，干燥所得固体并经超微粉碎机制成微粉；(1.2)将上述微粉和可溶性金属盐溶解分散到醋酸水溶液中，在50～60℃下搅拌反应3～5h，制备得到吸附载体前驱体；(1.3)将所述的吸附载体前驱体用酸性溶液浸渍，析出吸附载体前驱体中的金属离子，制备得到所述的吸附载体；(2)将废旧锂离子电池充分放电，取出锂离子电池正极材料并放入球磨机中粉碎得到粒径低于0.5μm的粉体混合物；将所述的粉体混合物浸没到3～5倍量的碱性溶液中，在搅拌的过程中不断的加入吸附载体，过滤得到富集金属离子的吸附载体，将该吸附载体使用酸性溶液洗脱即可得到富含有金属离子的溶液。本专利技术中，所述的壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质经过脱乙酰作用得到；壳聚糖大分子中有活泼的羟基和氨基，它们具有较强的化学反应能力；本专利技术利用焦谷氨酸对壳聚糖进行化学改性，壳聚糖中的羟基、氨基与焦谷氨酸结构中的羧基分别发生酯化反应和酰胺缩合反应，从而提高壳聚糖的水溶性；进一步的，通过加入二氧化锰，并以硫代卡巴肼作为交联剂，形成的交联壳聚糖-二氧化锰复合材料具有优异的吸附能力，同时该复合材料的吸附容量大，吸附效果高，耐酸性能力强且便于固液分离。将上述交联壳聚糖-二氧化锰复合材料冷冻干燥后粉碎得到微粉，进一步的增加了该交联壳聚糖-二氧化锰复合材料的表面积。将微粉和可溶性金属盐溶解分散到醋酸水溶液中，得到吸附了金属离子的微粉，然后将微粉使用酸性溶液浸渍，在浸渍的过程中，H+浸入到微粉中，并替换嵌入在微粉中的金属离子，得到富集了H+的吸附载体；将上述吸附载体加入到位于碱性环境中的粉体混合物中，由于碱性条件迫使吸附载体中的H+不断的析出参与中和反应，而粉体混合物中溶解出来金属离子被不断的吸附、富集到吸附载体上，通过过滤即可得到富集了金属离子的吸附载体，然后通过酸性溶液进行洗脱，即可得到富集了金属离子的洗脱液。根据本专利技术，所述壳聚糖、焦谷氨酸，以及二氧化锰和硫代卡巴肼的使用量可以在较宽的范围内选择，为了确保制备得到的微粉具有较好的吸附效果，步骤(1.1)中，所述微粉包括以下重量份数的物料制备得到：壳聚糖33～50份、焦谷氨酸3～15份、二氧化锰20～30份、硫代卡巴肼0.1～0.5份。进一步的，根据本专利技术，所述的步骤(1.2)中，所述的可溶性金属盐中的金属包括铜、钴、镍、镉、铬、锂中的任一种或其组合；所述可溶性金属盐与微粉的质量比为1：(20～30)。本专利技术中，所述可溶性金属盐的选择根据具体的待回收原料中金属的种类进行选择，或根据需要一次性需要分离、富集的金属的种类进行选择。在步骤(1.3)中，将制备得到的吸附载体前驱体用酸性溶液浸渍的过程中，吸附载体前驱体中的金属离子会析出，同时，酸性溶液中的H+嵌入到吸附载体前驱体中，从而形成了具有一定规则结构的化合物，这种带有H+的化合物对于原导入目标，即原金属离子具有记忆识别的功能，因此在粉体混合物分散的碱性溶液中，粉体混合物中含有的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)吸附载体的制备：(1.1)将壳聚糖和焦谷氨酸混合后加水溶解，然后加入酸性溶液调节pH值至4.0～5.0，加热至40～45℃并保温搅拌反应30～40min，然后再加入二氧化锰和硫代卡巴肼，继续保温反应2～3h，经离心过滤，将滤渣送入冷冻干燥机中，干燥所得固体并经超微粉碎机制成微粉；(1.2)将上述微粉和可溶性金属盐溶解分散到醋酸水溶液中，在50～60℃下搅拌反应3～5h，制备得到吸附载体前驱体；(1.3)将所述的吸附载体前驱体用酸性溶液浸渍，析出吸附载体前驱体中的金属离子，制备得到所述的吸附载体；(2)将废旧锂离子电池充分放电，取出锂离子电池正极材料并放入球磨机中粉碎得到粒径低于0.5μm的粉体混合物；将所述的粉体混合物浸没到3～5倍量的碱性溶液中，在搅拌的过程中不断的加入吸附载体，过滤得到富集金属离子的吸附载体，将该吸附载体使用酸性溶液洗脱即可得到富含有金属离子的溶液。

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)吸附载体的制备：(1.1)将壳聚糖和焦谷氨酸混合后加水溶解，然后加入酸性溶液调节pH值至4.0～5.0，加热至40～45℃并保温搅拌反应30～40min，然后再加入二氧化锰和硫代卡巴肼，继续保温反应2～3h，经离心过滤，将滤渣送入冷冻干燥机中，干燥所得固体并经超微粉碎机制成微粉；(1.2)将上述微粉和可溶性金属盐溶解分散到醋酸水溶液中，在50～60℃下搅拌反应3～5h，制备得到吸附载体前驱体；(1.3)将所述的吸附载体前驱体用酸性溶液浸渍，析出吸附载体前驱体中的金属离子，制备得到所述的吸附载体；(2)将废旧锂离子电池充分放电，取出锂离子电池正极材料并放入球磨机中粉碎得到粒径低于0.5μm的粉体混合物；将所述的粉体混合物浸没到3～5倍量的碱性溶液中，在搅拌的过程中不断的加入吸附载体，过滤得到富集金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：丘焕山，
申请(专利权)人：四会市恒星智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44