退役三元锂电材料优先提锂的方法技术

本发明专利技术提供一种退役三元锂电材料优先提锂的方法。所述退役三元锂电材料优先提锂的方法包括如下步骤：（1）用一定量的三元酸浸渣混合一定量的退役三元锂电材料，加入氯化镁，混合搅拌得到混合料；（2）将混合料在一定温度下无氧还原焙烧；（3）焙烧料粉碎过筛，得到筛分料。本发明专利技术提供的退役三元锂电材料优先提锂的方法，传统湿法浸出的三元酸浸渣中含有六氟磷酸锂电解质分解产物氟化锂和负极石墨粉，该方法回收利用三元酸浸渣，能够有效利用负极石墨粉的还原特性及采用氯化镁回收利用渣中的有价金属锂，具有锂回收率高、绿色环保、回收成本低等特点，适合工业化生产等优势。适合工业化生产等优势。适合工业化生产等优势。

【技术实现步骤摘要】
退役三元锂电材料优先提锂的方法


[0001]本专利技术涉及退役三元锂电材料回收领域，具体涉及一种退役三元锂电材料优先提锂的方法。

技术介绍

[0002]中国汽车工业协会数据显示，2021年1
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10月份，我国新能源汽车产销量分别达到256.6万辆和254.2万辆，动力电池产量累计 159.8GWh，均创历史新高。随着汽车产业电动化热潮迭起，新能源汽车保有量逐年上升，随之而来的，便是退役电池回收利用问题。三元电池具有高能量密度、长续航等特点，占据1/2的新能源汽车市场，如何实现其高效清洁回收利用，既是资源安全供给的现实保障，又是生态文明建设的需求。目前工业生产中往往采用强酸强碱湿法浸出退役三元锂电材料提锂，采用火法还原焙烧提锂的产业化企业较少。近年来，众多科研工作者对退役三元锂电材料还原焙烧回收提锂做了大量的工作。
[0003]中国专利CN112079369A公开了一种从废锂离子电池中优先提锂及协同回收锰的方法，包含如下步骤：1）：将废锂离子电池预处理，得到正极活性材料；2）：将正极活性材料和碳质还原剂细磨；3）：称取黑粉及碳质还原剂加入氯化剂，充分混匀后无氧焙烧得到焙砂；4）：将焙砂加水搅拌浸出，过滤得到滤液、滤渣；5）：往滤液中加入H2SO4，过滤得到CaSO4和滤液；6）：往滤液中加入NaOH，过滤得到Mn(OH)2和滤液；7）：往滤液中加入Na2CO3，过滤后烘干滤饼，得到电池级碳酸锂。该专利技术将碳酸锂转型提前到焙烧过程中进行，避免碳酸锂在水浸过程中转型不彻底导致Li损失，并协同回收部分Mn。该专利引入了氯化钙焙烧，引入了杂质钙且氯离子会腐蚀设备，并且在焙烧后采用酸法浸出，环境不友好。
[0004]中国专利CN112374511A公开了一种废旧三元锂电池回收制备碳酸锂和三元前驱体的方法，采用废旧三元电池预处理后得到的黑粉中自带的石墨、粘结剂作为还原剂，通过自还原相转化破坏三元材料的结构；采用碳酸化水浸的方法，将碳酸锂转化为易于水浸的碳酸氢锂，实现锂的优先浸出。该专利技术以自带石墨、粘结剂作为还原剂，隔绝空气条件下进行焙烧反应，但焙烧过程中存在粘结剂400℃左右分解，石墨需达到600℃左右才会进行还原反应，因此该专利技术对焙烧装置气密性条件要求苛刻。
[0005]中国专利CN113444885A提供了一种从废旧三元锂离子电池中优先提取金属锂以及同时得到电池级金属盐的方法，通过在清洁单一的氢气氛围下焙烧还原废旧电池黑粉，然后采用纯水浸出，达到优先提取金属锂资源的目标。该专利技术氢气焙烧虽然未产生二氧化碳等气体，但在工业生产中氢气焙烧存在很大的安全风险，不适宜大规模生产。

技术实现思路

[0006]基于此，本专利技术是为了解决现有技术中的不足而完成的，本专利技术的目的在于提出一种退役三元锂电材料优先提锂的方法。
[0007]本专利技术的一种退役三元锂电材料优先提锂的方法，包括以下步骤：步骤（1）用一定量的三元酸浸渣混合一定量的退役三元锂电材料，加入氯化镁，混合搅拌得到混合料；步骤
（2）将混合料在一定温度下还原焙烧；步骤（3）焙烧料粉碎过筛，得到筛分料；步骤（4）在碳化釜内加入筛分料和一定量的纯水进行调浆，通入二氧化碳进行碳化反应，过滤分离得到碳化液和镍钴锰渣；步骤（5）将碳化液在一定温度下加热分解析出碳酸锂，分离出的母液返回至碳化反应；步骤（6）将析出的碳酸锂通入离心机分离提纯，烘干得到电池级碳酸锂。
[0008]进一步的，所述步骤（1）中的三元酸浸渣是传统湿法还原酸浸产生的渣，渣中主要成分为石墨粉和少量电解质六氟磷酸锂分解产物氟化锂，酸浸渣中的锂含量0.1~0.3%，加入的三元酸浸渣与退役三元锂电材料的质量比为m（三元酸浸渣）:m（退役三元锂电材料）=（0.8~1.5）：1，氯化镁加入量与三元酸浸渣中锂含量的比例为m(氯化镁)：m(锂)=（7~10）：1，混合搅拌速度100
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200r/min，搅拌时间0.5
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2h。
[0009]进一步的，所述步骤（2）中混合料焙烧的温度为600~800℃，焙烧时间为1
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2h，无氧焙烧气氛为氮气或氩气气氛。
[0010]进一步的，所述步骤(3)中的粉碎过筛的筛网目数为140~270目。
[0011]进一步的，所述步骤（4）中筛分料与水的质量比为m（筛分料）:m（水）=1:（3~5），碳化压力为0.3~0.6MPa，碳化时间为2~4h。
[0012]进一步的，所述步骤（5）中加热分解碳化液的温度为70~100℃。
[0013]本专利技术的退役三元锂电材料优先提锂的方法，以传统湿法酸浸渣为还原剂，实现了废渣利用并且采用氯化镁回收利用酸浸渣含有的氟化锂，通过还原焙烧、粉碎过筛得到一定目数下的筛分料以增大碳化反应活性，经碳化分离达到含锂碳化液，实现了与镍钴锰渣的分离，并经加热分解、提纯烘干得到电池级碳酸锂，碳酸锂主含量达到99.5%以上。该方法具有锂回收率高、绿色环保、回收成本低等特点，适合工业化生产等优势。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的退役三元锂电材料优先提锂的方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0015]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例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0016]请参阅图1，本专利技术提供一种退役三元锂电材料优先提锂的方法，包括以下步骤：步骤（1）用一定量的三元酸浸渣混合一定量的退役三元锂电材料，加入氯化镁，混合搅拌得到混合料；步骤（2）将混合料在一定温度下还原焙烧；步骤（3）焙烧料粉碎过筛，得到筛分料；步骤（4）在碳化釜内加入筛分料和一定量的纯水进行调浆，通入二氧化碳进行碳化反应，过滤分离得到碳化液和镍钴锰渣；步骤（5）将碳化液在一定温度下加热分解析出碳酸锂，分离出的母液返回至碳化反应；步骤（6）将析出的碳酸锂通入离心机分离提纯，烘干得到电池级碳酸锂。
[0017]进一步的，所述步骤（1）中的三元酸浸渣是传统湿法还原酸浸产生的渣，渣中主要成分为石墨粉和少量电解质六氟磷酸锂分解产物氟化锂，酸浸渣中的锂含量0.1~0.3%，加入的三元酸浸渣与退役三元锂电材料的质量比为m（三元酸浸渣）:m（退役三元锂电材料）=
（0.8~1.5）：1，氯化镁加入量与三元酸浸渣中锂含量的比例为m(氯化镁)：m(锂)=（7~10）：1，混合搅拌速度100
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200r/min，搅拌时间0.5
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2h。
[0018]进一步的，所述步骤（2）中混合料焙烧的温度为600~800℃，焙烧时间为1
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2h，无氧焙烧气氛为氮气或氩气气氛。
[0019]进一步的，所述步骤(3)中的粉碎过筛的筛网目数为140~270目。
[0020]进一步的，所述步骤（4）中筛分料与水的质量比为m（筛分料）:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种退役三元锂电材料优先提锂的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤（1）用一定量的三元酸浸渣混合一定量的退役三元锂电材料，加入氯化镁，混合搅拌得到混合料；步骤（2）将混合料在一定温度下还原焙烧；步骤（3）焙烧料粉碎过筛，得到筛分料；步骤（4）在碳化釜内加入筛分料和一定量的纯水进行调浆，通入二氧化碳进行碳化反应，过滤分离得到碳化液和镍钴锰渣；步骤（5）将碳化液在一定温度下加热分解析出碳酸锂，分离出的母液返回至碳化反应；步骤（6）将析出的碳酸锂通入离心机分离提纯，烘干得到电池级碳酸锂。2.如权利要求1所述的退役三元锂电材料优先提锂的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的三元酸浸渣是传统湿法还原酸浸产生的渣，渣中主要成分为石墨粉和少量电解质六氟磷酸锂分解产物氟化锂，酸浸渣中的锂含量0.1~0.3%，加入的三元酸浸渣与退役三元锂电材料的质量比为m（三元酸浸渣）:m（退役三元锂电材料）=（0.8~1.5）：1，氯化镁加入量与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良彬，王超强，章小明，江天宇，李玲玲，吴奇，蔡东东，彭爱平，黄斌，彭亮，邬申毅，
申请(专利权)人：江西赣锋循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：