粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法技术

本申请提供一种粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，涉及锂离子电池领域。粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，包括：将所述粗制氢氧化钴与浓硫酸、双氧水混合，进行还原酸浸得到第一酸浸液；将所述第一酸浸液与废旧三元正极片混合，浸泡得到第二酸浸液，然后固液分离得到正极活性材料和含钴溶液；将所述正极活性材料在空气和二氧化硫的混合气体存在下，还原浸出得到含有有价金属的溶液；所述含钴溶液后处理得到钴类化合物。本申请提供的粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，实现了两种含钴原料的同时处理和配合使用，降低了酸碱消耗量。降低了酸碱消耗量。降低了酸碱消耗量。

【技术实现步骤摘要】
粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法


[0001]本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车行业的快速发展，三元锂电池市场规模快速增长。废旧三元锂电池正极材料的回收不仅可以带来巨大的环境效益，同时也带来了经济效益与社会效益。
[0003]目前废旧三元锂电池正极材料的回收主要是以条件温和、能耗较低的湿法为主，湿法工艺主要包括废旧三元正极片集流体剥离、有价金属浸出和溶液净化等步骤，其中集流体剥离可采用0.4
‑
0.8mol/L稀硫酸侵蚀铝箔的方法实现，有价金属浸出常采用硫酸+还原剂进行还原浸出。
[0004]正极活性材料还原酸浸时需加入过量的硫酸和还原剂，会产生气体易造成鼓泡冒槽，增加经济成本。同时，正极活性材料处理过程中以及后续无害化处理时，需要大量使用酸碱试剂，一方面导致回收处理本身的成本高，另一方面也导致无害化处理成本居高不下。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，以解决上述问题。
[0006]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0007]一种粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，包括：
[0008]将所述粗制氢氧化钴与浓硫酸、双氧水混合，进行还原酸浸得到第一酸浸液；
[0009]将所述第一酸浸液与废旧三元正极片混合，浸泡得到第二酸浸液，然后固液分离得到正极活性材料和含钴溶液；
[0010]将所述正极活性材料在空气和二氧化硫的混合气体存在下，还原浸出得到含有有价金属的溶液；所述含钴溶液后处理得到钴类化合物。
[0011]优选地，所述粗制氢氧化钴与所述浓硫酸、所述双氧水混合之前，还包括：
[0012]将所述粗制氢氧化钴与水进行浆化；
[0013]优选地，水与所述粗制氢氧化钴的液固比为(5
‑
6)ml：1g。
[0014]优选地，所述第一酸浸液的pH为1
‑
1.5；
[0015]优选地，所述第一酸浸液中Co
2+
的含量为40g/L
‑
70g/L，铝含量小于等于10mg/L。
[0016]优选地，所述废旧三元正极片预先粉碎为4cm
‑
6cm的块状物。
[0017]优选地，所述第一酸浸液与所述废旧三元正极片的液固比为(10
‑
20)mL：1g。
[0018]优选地，所述浸泡在搅拌和超声波条件下进行；
[0019]优选地，所述搅拌的速度为150r/min
‑
200r/min，所述超声波的超声频率为30KHz
‑
50KHz；
[0020]优选地，所述浸泡的时间为30min
‑
60min。
[0021]优选地，所述固液分离包括一级过滤和二级过滤；
[0022]所述一级过滤得到集流体和滤液，所述二级过滤得到所述正极活性材料和所述含钴溶液；
[0023]优选地，所述含钴溶液中Co
2+
的含量为45g/L
‑
75g/L，Al
3+
浓度小于等于200mg/L，pH为1.5
‑
2.5；
[0024]优选地，所述一级过滤的筛网孔径为0.5cm
‑
1cm，所述二级过滤的筛网孔径为0.5mm
‑
2mm。
[0025]优选地，所述后处理包括：化学沉淀法除铁铝和萃取。
[0026]优选地，所述还原浸出之前还包括：
[0027]将所述正极活性材料进行粉碎，然后用水浆化；
[0028]优选地，所述用水浆化的液固比为(4
‑
6)ml：1g。
[0029]优选地，所述还原浸出的压力为0.1MPa
‑
0.3MPa，温度为50℃
‑
90℃，时间为2
‑
3h；
[0030]优选地，所述二氧化硫的使用量为还原所需理论用量的2
‑
4倍。
[0031]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0032]本申请提供的粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，通过将粗制氢氧化钴还原酸浸之后的酸浸液用于废旧三元正极片的酸浸，一方面减少了废旧三元正极回收过程中使用的酸的量，另一方面废旧三元正极酸浸后溶液pH升高，减少了后续除铁铝制备钴类化合物时碱的消耗量；同时，废旧三元正极酸浸时少量镍钴锰进入酸浸液中，不需单独考虑富集回收，进一步降低处理成本。
[0033]此外，采用pH相对较高的粗制氢氧化钴酸浸液代替稀硫酸浸泡废旧三元正极，可实现铝箔和正极活性材料同等分离效果，但对比稀硫酸浸泡，具有溶液中浸出的铝少、铝箔可完整剥离、基本无铝屑夹杂在分离后正极活性材料中的优势。
[0034]采用空气+二氧化硫混合气体替代硫酸+还原剂进行还原浸出，实现了一物两用(形成亚硫酸既可作为酸，浸出滤渣中的有价金属，同时可作为还原剂将高价金属还原为易浸出的低价金属)，降低了生产成本。还原浸出结束后排放的二氧化硫和空气混合气，可经成分调整后用于下次还原酸浸，实现物尽其用，无废气排放。
附图说明
[0035]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。
[0036]图1为实施例1提供的粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0037]如本文所用之术语：
[0038]“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。
[0039]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。
[0040]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粗制氢氧化钴和废旧三元正极联合处理的方法，其特征在于，包括：将所述粗制氢氧化钴与浓硫酸、双氧水混合，进行还原酸浸得到第一酸浸液；将所述第一酸浸液与废旧三元正极片混合，浸泡得到第二酸浸液，然后固液分离得到正极活性材料和含钴溶液；将所述正极活性材料在空气和二氧化硫的混合气体存在下，还原浸出得到含有有价金属的溶液；所述含钴溶液后处理得到钴类化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粗制氢氧化钴与所述浓硫酸、所述双氧水混合之前，还包括：将所述粗制氢氧化钴与水进行浆化；优选地，水与所述粗制氢氧化钴的液固比为(5
‑
6)ml：1g。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一酸浸液的pH为1
‑
1.5；优选地，所述第一酸浸液中Co
2+
的含量为40g/L
‑
70g/L，铝含量小于等于10mg/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废旧三元正极片预先粉碎为4cm
‑
6cm的块状物。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一酸浸液与所述废旧三元正极片的液固比为(10
‑
20)mL：1g。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浸泡在搅拌和超声波条件下进行；优选地，所述搅拌的速度为150r/min
‑
200r/min，所述超声波的超声频率为30KH...

【专利技术属性】
技术研发人员：张勤俭，肖超，訚硕，李攀，赵思佳，邓海龙，罗进爱，欧阳俊岱，
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：