废旧三元锂电池选择性浸提回收方法技术

一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，通过将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆后，再加入双氧水进行氧化还原反应并调节pH值，陈化并过滤后得到了富含锂离子的第一滤液，接着通过将第一滤渣加水溶解后再加入氰化钾，获得富含Ni(CN)4

Selective Leaching and Recovery of Waste Ternary Lithium Batteries

A selective leaching recovery method for waste ternary lithium batteries is introduced. After mixing the positive material of waste ternary lithium batteries with phosphoric acid solution, hydrogen peroxide is added for redox reaction and the pH value is adjusted. After aging and filtering, the first filtrate rich in lithium ion is obtained. Then the first filtrate residue is dissolved in water and then added with potassium cyanide to obtain Ni(CN)4.

【技术实现步骤摘要】
废旧三元锂电池选择性浸提回收方法
本专利技术涉及锂电池回收领域，特别是涉及一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法。
技术介绍
目前，对废旧三元锂电池正极材料中回收有价金属元素的方法根据终端产品的不同，主要可以分为两条技术路线：一是用萃取法或选择性沉淀法或选择性氧化法或电解法等方法分离回收各有价金属元素，制备相应的盐类或金属氧化物或金属单质；二是将三元材料溶解后，用萃取法除去铁、铝、铜等杂质元素，然后将溶液中引入镍、钴、锰盐，调整此三种元素的摩尔比，加入氨水及氢氧化钠的混合碱液制备三元材料前驱体。然而，第一种技术路线需要进行复杂的元素化学分离过程，工艺流程冗长，工业可操作性较差；第二种技术路线较为简单，但需要先从体系中提取出锂元素，才能与现有的三元材料前驱体制备技术接轨。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种对废旧三元锂电池中有价金属元素分别进行选择性浸提回收，整体工艺流程设计更加合理简单，工业可操作性更强，以及能够针对性地分别得到可直接工业利用的三元元素及锂元素的废旧三元锂电池选择性浸提回收方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，包括如下步骤：将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料；向所述混合浆料中加入双氧水，进行氧化还原反应后，再加入第一碱液进行pH值调节操作；对所述混合浆料进行陈化操作后，进行第一过滤操作，得到富含锂离子的第一滤液，以及富含镍、钴、锰元素的第一滤渣；将所述第一滤渣与水进行混合操作，得到混合液；向所述混合液中加入氰化钾，进行第二过滤操作，得到富含Ni(CN)42-离子的第二滤液，以及富含钴元素和锰元素的第二滤渣；将所述第二滤液加入到电解槽中，进行电解操作，得到镍单质；向所述第二滤渣中加入氨水，进行第三过滤操作，得到富含Co[(NH3)x]2+离子的第三滤液和磷酸锰沉淀；将所述第三滤液进行加热操作，以使所述第三滤液中的钴元素以磷酸钴的形式进行沉淀。在其中一个实施例中，在所述将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料的操作中，所述废旧三元锂电池正极材料与所述磷酸溶液的质量比为1：(5～20)。在其中一个实施例中，所述加入第一碱液进行pH值调节的操作中，调节所述混合浆料的pH值调节至3.0～4.0。在其中一个实施例中，在所述将所述第一滤渣与水进行混合操作，得到混合液的操作中，所述第一滤渣与所述水的质量比为1：(3～10)。在其中一个实施例中，所述磷酸溶液的浓度为1mol/L～4mol/L。在其中一个实施例中，所述第一碱液为氢氧化钠溶液，所述第一碱液的质量百分数为10wt.％～40wt.％。在其中一个实施例中，还采用氢氧化钠将所述富含锂离子的第一滤液的pH值调节至8.0～10.0，以使锂离子以磷酸锂的形式进行沉淀。在其中一个实施例中，所述向所述混合液中加入氰化钾的操作中，所述氰化钾与所述混合液中镍元素的摩尔比为(4～4.5)：1，反应温度控制为20℃～40℃，反应时间控制为0.5h～2h。在其中一个实施例中，所述向所述第二滤渣中加入氨水的操作中，所述第二滤渣和所述氨水的固液质量比为1：(5～20)，其中，所述氨水的浓度为1.5mol/L～2.0mol/L。在其中一个实施例中，所述将所述第三滤液进行加热操作中，还对氨气进行收集，循环利用。上述废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，通过将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆后，再加入双氧水进行氧化还原反应并调节pH值，陈化并过滤后得到了富含锂离子的第一滤液，接着通过将第一滤渣加水溶解后再加入氰化钾，获得富含Ni(CN)42-离子的第二滤液后再经过电解操作得到了镍单质，再接着向第二滤渣中加入氨水，过滤后得到富含Co[(NH3)x]2+离子的第三滤液和磷酸锰沉淀，最后对第三滤液进行加热获得磷酸钴。如此，通过更加合理简单的整体工艺流程设计，使得本专利技术提供的废旧三元锂电池选择性浸提回收方法的工业可操作性更强，同时还能够针对性地分别得到可直接工业利用的三元元素及锂元素。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施例的废旧三元锂电池选择性浸提回收方法的步骤流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施方式。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。为了更好地对上述废旧三元锂电池选择性浸提回收方法进行说明，以更好地理解上述废旧三元锂电池选择性浸提回收方法的构思。请参阅图1，一实施方式中，一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，包括如下步骤：S110、将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料。通过将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，能够将废旧三元锂电池正极材料中的锂元素进行溶解并以可溶性的磷酸二氢锂的形式存在，能够得到富含锂离子的混合浆料，同时由于磷酸溶液为弱酸，故无法将其他有价金属元素例如镍、钴、锰三元元素进行溶解形成可溶物，而是以不溶的磷酸盐的形式存在，如此，利于将废旧三元锂电池正极材料中的金属元素进行选择性提取和回收利用。在其中一个实施例中，在所述将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料的操作中，所述废旧三元锂电池正极材料与所述磷酸溶液的质量比为1：(5～20)。如此，通过向所述废旧三元锂电池正极材料中加入适当配比的磷酸溶液，能够将所述废旧三元锂电池正极材料进行充分溶解，使得锂元素充分溶解于磷酸溶液中，利于得到富含锂离子的混合浆料。在其中一个实施例中，所述磷酸溶液的浓度为1mol/L～4mol/L。通过将废旧三元锂电池正极材料与特定浓度的磷酸溶液进行混合调浆操作，既能够保证废旧三元锂电池正极材料中的锂元素充分溶解于磷酸溶液中，又不会将其他有价金属元素进行溶解，更利于将废旧三元锂电池正极材料中的有价金属元素进行选择性浸提和回收利用。为了进一步使得废旧三元锂电池正极材料中的锂元素溶解于磷酸溶液中，例如，在将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作中，控制反应体系的温度升至60℃～80℃，又如，还进行持续搅拌操作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，其特征在于，包括如下步骤：将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料；向所述混合浆料中加入双氧水，进行氧化还原反应后，再加入第一碱液进行pH值调节操作；对所述混合浆料进行陈化操作后，进行第一过滤操作，得到富含锂离子的第一滤液，以及富含镍、钴、锰元素的第一滤渣；将所述第一滤渣与水进行混合操作，得到混合液；向所述混合液中加入氰化钾，进行第二过滤操作，得到富含Ni(CN)42‑离子的第二滤液，以及富含钴元素和锰元素的第二滤渣；将所述第二滤液加入到电解槽中，进行电解操作，得到镍单质；向所述第二滤渣中加入氨水，进行第三过滤操作，得到富含Co[(NH3)x]2+离子的第三滤液和磷酸锰沉淀；将所述第三滤液进行加热操作，以使所述第三滤液中的钴元素以磷酸钴的形式进行沉淀。

【技术特征摘要】
1.一种废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，其特征在于，包括如下步骤：将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料；向所述混合浆料中加入双氧水，进行氧化还原反应后，再加入第一碱液进行pH值调节操作；对所述混合浆料进行陈化操作后，进行第一过滤操作，得到富含锂离子的第一滤液，以及富含镍、钴、锰元素的第一滤渣；将所述第一滤渣与水进行混合操作，得到混合液；向所述混合液中加入氰化钾，进行第二过滤操作，得到富含Ni(CN)42-离子的第二滤液，以及富含钴元素和锰元素的第二滤渣；将所述第二滤液加入到电解槽中，进行电解操作，得到镍单质；向所述第二滤渣中加入氨水，进行第三过滤操作，得到富含Co[(NH3)x]2+离子的第三滤液和磷酸锰沉淀；将所述第三滤液进行加热操作，以使所述第三滤液中的钴元素以磷酸钴的形式进行沉淀。2.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，其特征在于，在所述将废旧三元锂电池正极材料与磷酸溶液进行混合调浆操作，得到混合浆料的操作中，所述废旧三元锂电池正极材料与所述磷酸溶液的质量比为1：(5～20)。3.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池选择性浸提回收方法，其特征在于，所述加入第一碱液进行pH值调节的操作中，调节所述混合浆料的pH值调节至3.0～4.0。4.根据权利要求1所述的废旧三元锂电池选择性浸提回收...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝宏帅，李亚德，袁中直，陈翔，李刚，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44