一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，属于锂电池技术领域，一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，包括以下步骤，废旧锂电池拆解，正极材料球磨，高温焙烧，硫酸溶解，萃取除杂分离，相较于现有技术中直接对正极材料进行酸浸，可以去除正极材料中的有机物质，减少后续对正极材料的除杂工序，提高产物硫酸钴和硫酸镍中的纯度，同时通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，降低钴酸锂回收的成本消耗，同时将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散，减少有毒烟尘对外界的影响，同时对分层环式焙烧炉1内的有机物质进行吸收，减少有机物质在正极材料中的残留。

A Wet Recovery Process for Gas Storage Lithium Cobalt Acid Batteries

The invention discloses a gas storage lithium cobalt acid battery wet recovery process, belonging to the technical field of lithium batteries, a gas storage lithium cobalt acid battery wet recovery process, including the following steps: dismantling waste lithium batteries, ball milling of cathode materials, high temperature roasting, sulfuric acid dissolution, extraction and impurity separation, compared with the existing technology, acid leaching of cathode materials directly, can be removed. The organic matter in cathode material can be removed, the impurity removal process of cathode material can be reduced, and the purity of product cobalt sulfate and nickel sulfate can be improved. At the same time, the protective gas in roasting process can be collected through its own special structure to reduce the cost consumption of recovery of lithium cobalt. At the same time, the toxic smoke and dust can be adsorbed and fixed, and the diffusion of toxic smoke and dust can be limited by the protective gas collected. To reduce the influence of toxic smoke and dust on the outside world, and to absorb the organic matter in the laminated ring calciner 1, so as to reduce the residual organic matter in the cathode material.

【技术实现步骤摘要】
一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺
本专利技术涉及锂电池
，更具体地说，涉及一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺。
技术介绍
钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型号电芯，广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中，标称电压3.7V。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1-1.5年时间，而钴酸锂电池在同样条件下使用，理论寿命较长。综合考虑，性能价格比理论上比铅酸电池高。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C，而铅酸电池无此性能。国内有着大量的电池生产厂家，通常镍氢电池和锂离子电池生产过程中会产生一定量的边角料和1-2％的次废品，含有大量的镍钴有价金属，每年的产生量为数千金属吨，这些有价金属如不回收利用，会对环境造成污染。因此必须对废电池进行资源化利用或无害化处理，以满足环保和国际电池市场对生产者责任制的要求。废旧电池的资源化循环利用已成为电池行业普遍关注的难题。目前常用的动力锂离子电池按照正极材料体系可分为两种，一种是三元材料电池，一种是磷酸铁锂电池。三元电池材料中含有镍钴等有价金属，且含量高于天然矿石，宜采用湿法冶金提取镍钴的方案对电池材料进行回收处理。目前国内外对钴电池回收的工艺方法，其典型的工艺流程有：首先拆分废旧电池，对废电池材料进行焙烧，除去正极材料中的有机物质，再用硫酸溶解焙烧后的正极材料，用萃取的方法分离除去废电池正极材料中的杂质，得到硫酸钴和硫酸镍，这种湿法回收工艺，在焙烧除去正极材料中有机物质过程中，需要在Ar2、N2或其他惰性气体气保护的环境下反应，焙烧过程中为除去正极材料中的有机物质就需要及时将炉内气体外排，这样既造成了大量保护性气体的浪费，提高了提取成本，从而造成了锂电池中硫酸钴、硫酸镍回收的经济效益降低，同时焙烧过程中，有机物质焙烧产生大量含有二氧化硫、三氧化二砷等有毒气体的烟尘直接排放，既对工作人员的工作环境造成安全影响，对自然环境也会造成二次污染，而若不外排，则大量有机物质残留在正极材料内，造成湿法回收的硫酸钴和硫酸镍纯度降低。
技术实现思路
1.要解决的技术问题针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，它可以实现通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，降低钴酸锂回收的成本消耗，同时将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散，减少有毒烟尘对外界的影响，同时减少有机物质在正极材料中的残留，减少硫酸钴和硫酸镍成分中的杂质，提高回收的硫酸钴和硫酸镍纯度。2.技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，包括以下步骤：步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧钴酸锂电池拆解，取出正极片，使正极材料与正极片分离；步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨；步骤三，高温焙烧，将正极材料通入分层环式焙烧炉内焙烧，除去正极材料中的有机物质，制备得到钴酸锂预料；步骤四，硫酸溶解，将制备得到的钴酸锂预料添加硫酸溶液，得到废电池正极材料溶液；步骤五，萃取除杂分离，用萃取的方法分离除去废电池正极材料溶液中的杂质，得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液，可以实现通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，降低钴酸锂回收的成本消耗，同时将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散，减少有毒烟尘对外界的影响，同时减少有机物质在正极材料中的残留，减少硫酸钴和硫酸镍成分中的杂质。进一步的，所述分层环式焙烧炉包括炉身基座和燃料顶板，所述炉身基座和燃料顶板之间固定连接有格孔砖墙，所述炉身基座中间开凿有炉底火道槽，所述燃料顶板上端固定连接有炉盖，所述格孔砖墙内设有四个翻转中心轴，所述翻转中心轴后端与格孔砖墙内壁转动连接，所述翻转中心轴下端固定连接有吸尘储气盒，所述翻转中心轴下侧设有炉渣储盒，所述炉渣储盒下端与炉身基座固定连接，所述格孔砖墙后端固定连接有四个保护气体注入管，便于向分层环式焙烧炉内通入保护性气体。进一步的，所述燃料顶板左右两端均开凿有进料通孔，所述进料通孔内设有燃料注管，所述燃料注管与燃料顶板固定连接。进一步的，所述吸尘储气盒上下两端均开凿有方形透孔，所述方形透孔内设有松孔隔网，所述松孔隔网与吸尘储气盒固定连接，所述两个松孔隔网之间设有多个储气吸附球，通过松孔隔网和储气吸附球便于将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散。进一步的，所述储气吸附球包括层状共混滤气棉和磁芯活性炭吸附球，所述磁芯活性炭吸附球位于层状共混滤气棉下侧，所述磁芯活性炭吸附球外端固定连接有互联纤维杆，所述磁芯活性炭吸附球上端通过互联纤维杆与层状共混滤气棉固定连接，所述磁芯活性炭吸附球下端通过互联纤维杆固定连接有透气孔筛棉，便于通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，降低钴酸锂回收的成本消耗，同时将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散，减少有毒烟尘对外界的影响。进一步的，所述松孔隔网规格为四百目的金属滤网，所述松孔隔网丝径为零点零二八毫米，所述松孔隔网的孔径为零点零三六毫米，所述透气孔筛棉的直径为零点零四六毫米，所述层状共混滤气棉的直径为零点零二六毫米，便于使吸尘储气盒翻转后，松孔隔网内的储气吸附球卡入金属滤网滤孔处。进一步的，所述层状共混滤气棉的材质为复合多孔碳膜微纳材料，所述层状共混滤气棉内填充有二氧化硅凝胶基吸附剂，所述合多孔碳膜微纳材料为高渗透通量的功能性分离膜，便于对焙烧过程中产生的含有有毒气体的烟尘进行吸附，减少有毒烟尘对外界的影响。进一步的，所述透气孔筛棉内填充有纳米金属粉末，所述磁芯活性炭吸附球外层通过共晶定向凝固法，所述磁芯活性炭吸附球内设有钕铁硼磁芯颗粒，便于在含有有毒气体的烟尘与纳米金属粉末混合后，粘附于磁芯活性炭吸附球内。进一步的，所述翻转中心轴前端均固定连接有传动轮，所述格孔砖墙前侧设有传动带，所述传动带与四个传动轮相匹配，便于工作人员转动传动带带动吸尘储气盒翻转，进行另一端的吸附固气。进一步的，所述炉盖上端开凿有泄气孔，所述泄气孔上卡接有防爆孔塞，所述防爆孔塞与泄气孔相匹配，便于控制分层环式焙烧炉内的气压。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的优点在于：(1)本方案可以实现通过自身特殊结构对焙烧过程中的保护性气体进行收集，降低钴酸锂回收的成本消耗，同时将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散，减少有毒烟尘对外界的影响，同时减少有机物质在正极材料中的残留，减少硫酸钴和硫酸镍成分中的杂质。(2)格孔砖墙后端固定连接有四个保护气体注入管，便于向分层环式焙烧炉内通入保护性气体。(3)吸尘储气盒上下两端均开凿有方形透孔，方形透孔内设有松孔隔网，松孔隔网与吸尘储气盒固定连接，两个松孔隔网之间设有多个储气吸附球，通过松孔隔网和储气吸附球便于将有毒烟尘进行吸附固定，利用收集的保护性气体限制有毒烟尘的扩散。(4)储气吸附球包括层状共混滤气棉和磁芯活性炭吸附球，磁芯活性炭吸附球位于层状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧钴酸锂电池拆解，取出正极片，使正极材料与正极片分离；步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨；步骤三，高温焙烧，将正极材料通入分层环式焙烧炉(1)内焙烧，除去正极材料中的有机物质，制备得到钴酸锂预料；步骤四，硫酸溶解，将制备得到的钴酸锂预料添加硫酸溶液，得到废电池正极材料溶液；步骤五，萃取除杂分离，用萃取的方法分离除去废电池正极材料溶液中的杂质，得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液。

【技术特征摘要】
1.一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，废旧锂电池拆解，将收集的废旧钴酸锂电池拆解，取出正极片，使正极材料与正极片分离；步骤二，正极材料球磨，将得到的正极材料放置于球磨机内球磨；步骤三，高温焙烧，将正极材料通入分层环式焙烧炉(1)内焙烧，除去正极材料中的有机物质，制备得到钴酸锂预料；步骤四，硫酸溶解，将制备得到的钴酸锂预料添加硫酸溶液，得到废电池正极材料溶液；步骤五，萃取除杂分离，用萃取的方法分离除去废电池正极材料溶液中的杂质，得到硫酸钴溶液和硫酸镍溶液。2.根据权利要求1所述的一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，其特征在于：所述分层环式焙烧炉(1)包括炉身基座(2)和燃料顶板(4)，所述炉身基座(2)和燃料顶板(4)之间固定连接有格孔砖墙(3)，所述炉身基座(2)中间开凿有炉底火道槽(8)，所述燃料顶板(4)上端固定连接有炉盖(5)，所述格孔砖墙(3)内设有四个翻转中心轴(9)，所述翻转中心轴(9)后端与格孔砖墙(3)内壁转动连接，所述翻转中心轴(9)下端固定连接有吸尘储气盒(10)，所述翻转中心轴(9)下侧设有炉渣储盒(7)，所述炉渣储盒(7)下端与炉身基座(2)固定连接，所述格孔砖墙(3)后端固定连接有四个保护气体注入管。3.根据权利要求2所述的一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，其特征在于：所述燃料顶板(4)左右两端均开凿有进料通孔，所述进料通孔内设有燃料注管(6)，所述燃料注管(6)与燃料顶板(4)固定连接。4.根据权利要求2所述的一种气体储存式钴酸锂电池湿法回收工艺，其特征在于：所述吸尘储气盒(10)上下两端均开凿有方形透孔，所述方形透孔内设有松孔隔网(16)，所述松孔隔网(16)与吸尘储气盒(10)固定连接，所述两个松孔隔网(16)之间设有多个储气吸附球(17)。5.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，徐宇池，
申请(专利权)人：启东市北新无机化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32