A method for recovering lithium and cobalt from lithium battery cathode material by molten salt-assisted carbothermal reduction belongs to the field of high-efficiency recovery of lithium and cobalt in lithium cobalt oxide as waste lithium battery cathode material. The method includes: dismantling lithium batteries and pyrolysis to obtain carbon powder and lithium cobalt; melting calcium-based molten salt, cooling and grinding, mixing the obtained calcium-based molten salt powder with lithium cobalt oxide and carbon powder. In the reaction furnace, under vacuum conditions, holding treatment at 600 5 900 5 for 30-75 minutes, the mixed products of cobalt, calcium carbonate and lithium salt are obtained. After adding water, the cobalt is separated by magnetic separation. After calcium-based precipitation is filtered, sodium carbonate is added and filtered to obtain lithium carbonate. This method greatly reduces the water consumption, improves the recovery of lithium and cobalt elements, and is simple to operate, environmentally friendly, and greatly reduces the length of the entire process.
【技术实现步骤摘要】
一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法
本专利技术涉及废旧锂电池正极材料钴酸锂(LiCoO2)中的锂(Li)、钴(Co)的高效率回收
,具体涉及一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法。
技术介绍
自从锂电池问世以来,由于它高能量密度、自放电小、平均输出电压高、使用寿命长等优点而广泛被人们使用,但随着锂电池产量的剧增,电池正极中贵重金属元素的稀缺使人们不得不考虑将锂电池中贵重金属元素回收的问题。锂电池回收主要分为三大类:干法回收、湿法回收和生物回收。湿法回收是以各种酸碱性溶液为转移媒介,将金属离子从电极材料中转移到浸出液中,再通过离子交换、沉淀、吸附等手段,将金属离子以盐、氧化物等形式从溶液中提取出来。但由于湿法回收涉及的酸碱较多,对实验人员有一定的危害,且回收过程中可能产生有毒气体,对环境造成危害。生物回收技术主要是利用微生物浸出,将体系的有用组分转化为可溶化合物并选择性地溶解出来,实现目标组分与杂质组分分离,最终回收锂、钴、镍等有价金属。但目前生物回收技术尚未成熟,如高效菌种的培养、培养周期过长、浸出条件的控制等关键问题仍有待解决。干法回收是不通过溶液媒介,直接实验有价金属的回收技术。工艺流程较短,且危害性不大。碳热还原是干法回收中一种方法。它是将锂电池负极上的石墨(C)与正极上的活性物质钴酸锂混合均匀,在真空条件、一定的温度下发生氧化还原反应,从而生成碳酸锂(Li2CO3)、钴(Co)和二氧化碳(CO2)。该方法绿色安全,对大气基本无污染。但生成的产物碳酸锂和钴均是固体粉末,黏附在一起难以直接分离,常用分离方法是把产物以一定固液比水浸 ...
【技术保护点】
1.一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:拆解锂电池将锂电池放电、真空干燥后,拆解,得到锂电池正极材料和锂电池负极材料;将锂电池正极材料和锂电池负极材料分别进行热解处理,负极材料处理后得到碳粉,正极材料处理后得到活性物质钴酸锂;步骤2:熔盐辅助碳热还原根据钙基熔盐的原料配比,称量原料,混合后,加热至熔化温度,形成熔盐,冷却至室温研磨,得到钙基熔盐的共晶混合物粉末;其中,钙基熔盐的熔化温度≤700℃;将活性物质钴酸锂、碳粉、钙基熔盐的共晶混合物粉末混合,研磨均匀,放入坩埚中,再置于反应炉中,真空条件下,在600±5℃~900±5℃保温处理30~75min,得到钴、碳酸钙、锂盐的混合产物;其中,钙基熔盐的共晶混合物粉末的量比理论碳酸锂完全转化为锂盐的量多10wt%~15wt%;碳粉的加入量为能够充分将活性物质钴酸锂充分还原的量;步骤3:分离将钴、碳酸钙、锂盐的混合产物溶于水,得到钴、碳酸钙和Li
【技术特征摘要】
1.一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:拆解锂电池将锂电池放电、真空干燥后,拆解,得到锂电池正极材料和锂电池负极材料;将锂电池正极材料和锂电池负极材料分别进行热解处理,负极材料处理后得到碳粉,正极材料处理后得到活性物质钴酸锂;步骤2:熔盐辅助碳热还原根据钙基熔盐的原料配比,称量原料,混合后,加热至熔化温度,形成熔盐,冷却至室温研磨,得到钙基熔盐的共晶混合物粉末;其中,钙基熔盐的熔化温度≤700℃;将活性物质钴酸锂、碳粉、钙基熔盐的共晶混合物粉末混合,研磨均匀,放入坩埚中,再置于反应炉中,真空条件下,在600±5℃~900±5℃保温处理30~75min,得到钴、碳酸钙、锂盐的混合产物;其中,钙基熔盐的共晶混合物粉末的量比理论碳酸锂完全转化为锂盐的量多10wt%~15wt%;碳粉的加入量为能够充分将活性物质钴酸锂充分还原的量;步骤3:分离将钴、碳酸钙、锂盐的混合产物溶于水,得到钴、碳酸钙和Li+的混合液;将钴、碳酸钙和Li+的混合液进行磁选分离,得到钴,剩余含碳酸钙和Li+的混合液;向含碳酸钙和Li+的混合液中加入硫酸钠,生成硫酸钙沉淀,过滤,得到钙基沉淀物和含Li+滤液;向含Li+滤液中,加入碳酸钠,得到碳酸锂沉淀的混合液,过滤,得到碳酸锂。2.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法,其特征在于,所述的步骤1中,所述的放电是将锂电池放入饱和氯化钠溶液中,浸泡放电24h以上。3.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法,其特征在于,所述的步骤1中,所述的真空干燥...
【专利技术属性】
技术研发人员:尹华意,唐义奇,谢宏伟,邢鹏飞,
申请(专利权)人:东北大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。