一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法，其方法包括：(1)将废旧锂电池经放电、拆解后得到正极材料；(2)将第一步获得的正极材料与硫酸铁盐按照一定的质量比混合均匀，在一定温度下焙烧一定时间获得焙烧渣；(3)将第二步获得的焙烧渣用去离子水进行浸出后，采用抽滤将固液分离，得到含锂钴镍锰的浸出液，以及富含Fe2O3的浸出渣。本发明专利技术通过废旧锂电池正极材料与硫酸铁盐混合焙烧，并水热浸出，实现了对有价金属锂钴镍锰的高效率回收，其中锂的回收率最高达到97％以上，镍钴锰的回收率均超过90％。同时无废液产生，操作简单，成本低，易分离，安全环保，是一种绿色环保的回收方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法


[0001]本专利技术属于资源循环利用和湿法冶金领域，主要涉及一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰 的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车发展迅速，锂离子电池的需求和产能得到显著提高。锂离子电池预计 2025年国内装机量可达406GWh，其中三元电池装机量达247.5GWh，磷酸铁锂电池装机 量达158.5GWh。而锂离子电池的寿命一般为3年，当其完成使用寿命后，将会产生大量 的废旧锂离子电池，这将会造成严重的环境污染和资源浪费。
[0003]在电动汽车领域中三元锂离子电池的装机量巨大，三元废旧锂离子电池中含有锂、镍、 钴、锰、铜等金属资源。然而，我国镍、钴资源稀缺，主要依赖于国外进口。此外，虽然 我国锂资源丰富，锂资源主要分布于高原和盐湖地区，但其开采难度大，提取成本高。因 此，在生产资源日益短缺情况下，废旧三元锂离子电池中有价金属的回收处理与资源化利 用具有非常广阔的应用前景和经济价值。
[0004]目前，废旧三元锂离子电池的回收方法主要是湿法回收，即先对废旧电池进行放电、 拆解、破碎和分选等工序，将筛选出的正极粉料用无机配合还原剂将其溶解(如专利 CN111261967)，然后采用化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法和电化学法等方式回收 溶液中的锂、镍、钴、锰有价金属，然而无机酸及还原剂的使用导致浸出液酸浓度过高不 利于后续的回收，且还原剂价格昂贵，该工艺并不是十分经济。专利CN106785167A提出 了一种通过机械活化进一步水浸的方法回收废旧三元锂电池中的锂，锂的回收率达75％以 上，然而该工艺锂的提取率较低，且其他有价金属如镍钴锰的提取率较低；专利 CN106505270A采用硫酸铵焙烧工艺将废旧锂电池正极片与硫酸铵在550～650℃下焙烧， 从而提取其中的锂、钴，回收率达90％以上，该工艺可以获得较高的提取率，但是浸出液 中铵根离子的存在对后续的金属分类回收造成一定困难，且硫酸铵的循环使用造成较高的 能耗；专利CN107586960A采用钠盐焙烧进一步酸浸的工艺提取废旧锂电池中的有价金属， 主要采用氯化钠在650～850℃与正极材料进行焙烧，进一步采用盐酸浸出，各有价金属元 素的提取率达95％以上，该工艺也可以获得较高的提取率，但是钠盐焙烧过程中会产生氯 气，污染环境，且无论是钠盐焙烧或盐酸浸出对设备的耐腐蚀性要求都比较高，浸出液中 酸浓度及钠离子浓度过高均对后续有价金属的回收不利。总而言之，现有废旧三元锂电池 的回收技术针对锂、镍、钴、锰有价金属的回收仍然存在工艺复杂及浸出液难以处理等难 题。因此，亟需开发一种简单、高效地从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法来实现对废旧锂 电池中有价金属的高效回收与资源化利用。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对废旧锂电池有价金属回收资源化利用问题，提供一种简单、高效地从废旧 锂电池回收锂钴镍锰的方法。
[0006]本专利技术所述从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法，以废旧锂电池为原料，硫酸铁盐为助 剂，工艺步骤依次如下：
[0007]1、预处理废旧锂电池
[0008]将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h后， 拆解获得正极材料；
[0009]2、正极材料焙烧
[0010]将正极材料与硫酸铁盐均匀混合，控制正极材料与硫酸铁盐质量比为1:1～8；将混合 料在500～800℃下焙烧30～240min，得到焙烧渣；
[0011]3、焙烧渣浸出
[0012]将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在25～100℃下浸出，浸出时间为30～180min，液固 质量比为1～8:1，浸出浆料经固液分离，得到含锂钴镍锰的浸出液和滤渣(主要成分为 Fe2O3)；
[0013]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本工艺采用废旧锂电池作为原料，减小了 环境污染，同时节约了生产成本；(2)本工艺高效地实现了有价金属锂钴镍锰的综合回收； (3)本工艺采用硫酸铁盐作为助剂，铁离子在焙烧后以氧化铁的形式进入到浸出渣中，可 与浸出液中的有价金属元素实现高效分离，有利于后续浸出液的处理；(4)本专利技术工艺简单， 操作方便，生产成本低，安全稳定。
附图说明
[0014]图1是摘要附图，且为本专利技术的工艺流程图
具体实施方式
[0015]下面结合实施例对本专利技术作详细说明，但是本专利技术的保护范围不仅限于下面的实施 例。
[0016]实施例一
[0017](1)将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h 后，拆解获得正极材料；
[0018](2)将正极材料与硫酸铁盐均匀混合，且正极材料与硫酸铁盐质量比为1:1；将混合 料在800℃下焙烧30min，得到焙烧渣；
[0019](3)将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在25℃下浸出，浸出时间为180min，液固质 量比为8:1，经固液分离，得到含锂镍钴锰的浸出液和滤渣；其中锂镍钴锰的提取率分别 为96.2％、94.1％、93.4％、93.1％。
[0020]实施例二
[0021](1)将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h 后，拆解获得正极材料；
[0022](2)将正极材料与硫酸铁盐均匀混合，且正极材料与硫酸铁盐质量比为1:3；将混合 料在750℃下焙烧100min，得到焙烧渣；
[0023](3)将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在50℃下浸出，浸出时间为135min，液固质 量比为5:1，经固液分离，得到含锂镍钴锰的浸出液和滤渣；其中锂镍钴锰的提取率分别 为
97.4％、94.3％、92.4％、92.4％。
[0024]实施例三
[0025](1)将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h 后，拆解获得正极材料；
[0026](2)将正极材料与硫酸铁盐均匀混合，且正极材料与硫酸铁盐质量比为1:5；将混合 料在600℃下焙烧170min，得到焙烧渣；
[0027](3)将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在75℃下浸出，浸出时间为90min，液固质 量比为3:1，经固液分离，得到含锂镍钴锰的浸出液和滤渣；其中锂镍钴锰的提取率分别 为97.6％、94.6％、94.2％、94.1％。
[0028]实施例四
[0029](1)将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h 后，拆解获得正极材料；
[0030](2)将正极材料与硫酸铁盐均匀混合，且正极材料与硫酸铁盐质量比为1:8；将混合 料在500℃下焙烧240min，得到焙烧渣；
[0031](3)将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在100℃下浸出，浸出时间为30min，液固质 量比为1:1，经固液分离，得到含锂镍钴锰的浸出液和滤渣；其中锂镍钴锰的提取率分别 为95.2％、93.1％、93.4％、91.8％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：将废旧锂电池放入饱和氯化钠溶液中24h，充分放电，在烘箱内经80℃干燥12h后，拆解获得正极材料；步骤2：将正极材料与硫酸铁盐按一定质量比均匀混合，并在一定温度下焙烧，得到焙烧渣；步骤3：将步骤2得到的焙烧渣用去离子水在一定温度下磁力搅拌一定时间，抽滤浸出液实现固液分离，得到含锂钴镍锰的浸出液和含铁滤渣。2.根据权利要求1所述从废旧锂电池回收锂钴镍锰的方法，其特征在于步骤2所述的硫酸铁盐包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘维燥，金熙，滕柳梅，梁娅，杨臣，杨祖光，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：