从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法和有价金属技术

本申请提供一种从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法和有价金属，涉及锂离子电池领域。从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法，包括：将所述含粘结剂的正极材料与浓硫酸进行混合，熟化后将体系与水进行浆化；在浆化后的体系内加入双氧水，然后在保护气氛下进行加压浸出，再固液分离得到有价金属浸出液。有价金属，使用所述的从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法制得。本申请提供的从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法，能够有效提升有价金属的浸出率，安全性高，设备成熟，操作简单，易于推广。易于推广。易于推广。

【技术实现步骤摘要】
从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法和有价金属


[0001]本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法和有价金属。

技术介绍

[0002]钴、镍是锂电池的关键原材料之一，实现退役三元锂电池的回收利用对解决锂电池制造所需资源和缓解关键矿产资源受制于人的困境具有重要意义，同时也来了环境效益和社会效益。
[0003]目前锂电池回收主流工艺以火法工艺和湿法工艺为主，湿法回收工艺是先拆解电池外壳，经破碎、筛分后获取正极活性粉末，将其中的有价金属在酸液中浸出获得富含有价金属的浸出液，但浸出前需对正极活性粉末中的粘结剂进行处理，以解决金属浸出率低和酸浸后过滤困难的问题。
[0004]当前主要采用的分离方法有热处理法、有机溶剂法。热处理法利用高温热解的方法使正极活性粉末中的粘结剂分解从而达到分离的目的，该方法虽然能有效除去残留的导电剂和粘结剂，但高温处理存在能耗偏高，产生的废气需要安装配套废气处理设施等问题；有机溶剂法是采用对粘结剂溶解性能优异的有机溶剂浸泡正极活性粉末，过滤后实现粘结剂与正极活性粉末的分离，但有机溶剂粘稠，与正极活性粉末分离时过滤速度慢，成本高需配套有机溶剂回收设施等问题限制了其进一步的工业应用。
[0005]因此有必要寻求一种成本低廉、操作简单、有价金属回收率高的正极活性粉末浸出方法。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法和有价金属，以解决上述问题。
[0007]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0008]一种从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法，包括：
[0009]将所述含粘结剂的正极材料与浓硫酸进行混合，熟化后将体系与水进行浆化；
[0010]在浆化后的体系内加入双氧水，然后在保护气氛下进行加压浸出，再固液分离得到有价金属浸出液。
[0011]优选地，所述含粘结剂的正极材料使用前进行预处理，所述预处理包括：
[0012]将所述含粘结剂的正极材料进行粉碎，筛分得到粉料。
[0013]优选地，所述粉料的粒径小于等于100目。
[0014]优选地，所述混合包括：将浓硫酸加入所述含粘结剂的正极材料中，搅拌至体系呈流变相。
[0015]优选地，加入所述浓硫酸的速度为0.6
‑
1.2L/h。
[0016]优选地，所述含粘结剂的正极材料与浓硫酸的质量比为1：(1
‑
1.2)。
[0017]优选地，所述熟化的温度为90
‑
110℃，时间为1
‑
2h。
[0018]优选地，所述浆化后的体系中，浓硫酸的浓度为2
‑
2.5mol/L，液固比为(5
‑
6)ml：1g；
[0019]优选地，所述浆化在搅拌状态下进行，搅拌速度为250
‑
350r/min。
[0020]优选地，所述双氧水的加入量为理论用量的110％
‑
120％。
[0021]优选地，所述保护气氛包括惰性气体。
[0022]优选地，所述加压浸出的压力为0.5
‑
0.8MPa，温度为90
‑
120℃，时间为2
‑
3h。
[0023]本申请还提供一种有价金属，使用所述的从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法制得。
[0024]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0025]本申请提供的从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法，通过浓硫酸熟化和加压浸出来强化浸出过程，经浓硫酸高温熟化后粘结剂粘性降低，提高有价金属浸出率(将有价金属转化为更易浸出的硫酸盐)，有价金属(镍、钴、锰)的浸出率可达到97％以上；不需经过高温热处理或有机溶剂法除去正极活性粉末中粘结剂，简化了工序，降低了成本和能耗；
[0026]相对于常压浸出，加压浸可出使浸出过程在远远高于常压液体沸点的温度下进行，可通过提高浸出温度来提高金属的浸出率；加压浸出可有效抑制还原浸出时双氧水的高温分解，降低了双氧水的添加量和成本；
[0027]不同于加压浸出工艺常用的加压氧浸，本工艺采用惰性气体进行排空加压，惰性气体不参与反应，有利于还原浸出的进行，避免高温高压条件氧气与有机物反应发生爆炸的可能，安全性高；
[0028]该方法可在一台高压反应釜内完成，设备成熟，操作简单，易于推广。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0030]图1为实施例1提供的从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
[0031]如本文所用之术语：
[0032]“由
……
制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0033]连接词“由
……
组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由
……
组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后
时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
[0034]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0035]在这些实施例中，除非另有指明，所述的份和百分比均按质量计。
[0036]“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量份数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
[0037]“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从含粘结剂的正极材料中回收有价金属的方法，其特征在于，包括：将所述含粘结剂的正极材料与浓硫酸进行混合，熟化后将体系与水进行浆化；在浆化后的体系内加入双氧水，然后在保护气氛下进行加压浸出，再固液分离得到有价金属浸出液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含粘结剂的正极材料使用前进行预处理，所述预处理包括：将所述含粘结剂的正极材料进行粉碎，筛分得到粉料。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粉料的粒径小于等于100目。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合包括：将浓硫酸加入所述含粘结剂的正极材料中，搅拌至体系呈流变相；优选地，加入所述浓硫酸的速度为0.6
‑
1.2L/h。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含粘结剂的正极材料与浓硫酸的质量比为1：(1
‑
1.2)。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熟化的温度为90
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张勤俭，肖超，李攀，赵思佳，罗进爱，邓海龙，王磊，
申请(专利权)人：贵州中伟资源循环产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：