从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法技术

本申请涉及一种从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，包括以下步骤：共热解反应，将聚氯乙烯与废旧的钴酸锂在流通的惰性气体气氛中热解，得到含有锂和钴的共热解产物；其中，聚氯乙烯与废旧的钴酸锂的质量比为0.9:1～1.1:1；浸出，用水浸出共热解产物，过滤，得到浸出液和浸出产物，浸出液为含有锂盐的浸出液，浸出产物为含钴的浸出产物。本申请所提供的从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，具有充分利用废弃物资源、工艺过程简单、反应温度要求明显低于其他热处理工艺、能耗低等优势，对环境友好，具有良好的工业化应用前景。有良好的工业化应用前景。有良好的工业化应用前景。

【技术实现步骤摘要】
从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法


[0001]本申请涉及废旧锂电池回收
，尤其涉及一种从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法。

技术介绍

[0002]随着电子设备及电动汽车市场的飞速发展及快速更新换代，其动力设备锂离子电池得到了广泛的应用。其中，得益于良好的安全性能及充放电稳定性，钴酸锂电池首先被广泛应用于的工业化生产中。
[0003]正是由于钴酸锂电池的大量使用，导致钴酸锂电池的废弃量在世界范围内也急剧增长，故需要对其进行有效的资源回收利用。现有的从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法包括火法及湿法冶金。其中，火法冶金回收金属的方法具有流程简单、利于大规模应用等优势，但由于能耗高且无法回收Li，其经济效益受到影响。湿法冶金主要通过酸溶液的浸出分离Li、Co，具有较高的分离及回收效率，但处理体量相对较小，且产生大量废酸，易造成环境污染。由此可见，实有必要对现有的从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法进行改进。

技术实现思路

[0004]本申请公开了一种从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，以解决现有的火法或湿法回收金属时存在的能耗过高或者对环境造成二次污染等问题。
[0005]本申请提供一种从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，所述方法包括以下步骤：
[0006]共热解反应：将聚氯乙烯与废旧的钴酸锂在流通的惰性气体气氛中热解，得到含有锂和钴的共热解产物；其中，所述聚氯乙烯与所述废旧的钴酸锂的质量比为0.9:1～1.1:1，所述废旧的钴酸锂来自所述废旧钴酸锂电池；
[0007]浸出：用水浸出所述共热解产物，过滤，得到浸出液和浸出产物，所述浸出液为含有锂盐的浸出液，所述浸出产物为含钴的浸出产物。
[0008]进一步地，所述聚氯乙烯与所述废旧的钴酸锂的质量比为1:1。
[0009]进一步地，在所述共热解反应中，热解温度为450℃～650℃，热解时间为90min～120min。
[0010]进一步地，在所述共热解反应中，热解温度为450℃，热解时间为90min。
[0011]进一步地，所述方法还包括在共热解反应之前进行压片，所述压片的步骤为：将聚氯乙烯粉末与废旧的钴酸锂粉末混合得到混合粉末，对所述混合粉末在12MPa下压片1min，再对压片后的所述混合粉末进行共热解反应。
[0012]进一步地，所述废旧的钴酸锂粉末通过将废旧钴酸锂电池的正极材料在500℃
‑
600℃下煅烧2
‑
3小时获得。
[0013]进一步地，所述废旧的钴酸锂粉末通过将废旧钴酸锂电池粉碎、过筛获得。
[0014]进一步地，在所述浸出的步骤中，所述共热解产物与水的固液比为8g/L～12g/L，浸出条件为常温下搅拌1.5小时～2.5小时。
[0015]进一步地，所述方法还包括在所述浸出的步骤后，进行焙烧，所述焙烧的步骤为：将所述浸出产物在800℃下焙烧2小时，得到四氧化三钴。
[0016]进一步地，所述方法还包括在所述浸出的步骤后，进行纯化，所述纯化的步骤为：将所述浸出液进行蒸发或者重结晶，得到锂盐沉淀。
[0017]与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
[0018]本申请所提供的从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，具有充分利用废弃物资源、工艺过程简单、反应温度要求明显低于其他热处理工艺、能耗低等优势，且该方法所使用的试剂除聚氯乙烯外不使用其他化学试剂，也不会产生废酸，所生成的浸出液和浸出产物均可得到回收再利用，是一种对环境友好且经济效益高的绿色工艺，具有良好的工业化应用前景。
[0019]本申请是在非密闭、持续流通的惰性气体气氛中，使聚氯乙烯与废旧的钴酸锂发生固相间的反应，具体是使聚氯乙烯中的氯直接与钴酸锂固体接触反应，得到少量的含氯化合物。与此同时，聚氯乙烯在隔绝氧气的热解条件下发生裂解反应，产生短链有机物及含碳自由基，其中的含碳组分同样与钴酸锂发生反应，得到碳酸锂、钴单质和氧化钴等产物。因此，本申请是通过固相间的反应——聚氯乙烯中的碳、氯与钴酸锂之间协同热解，得到了含有锂和钴的共热解产物。
[0020]而本申请之所以可以通过水浸直接将锂和钴分离，而不需要使用酸液进行浸提，也不需要使用复杂的金属分离工艺，也是因为上述反应物质的共热解反应为固相反应，其生成的共热解产物包括可溶于水的锂盐、钴盐以及难溶于水的钴单质和氧化钴。其中，虽然有部分钴盐可溶于水，但是本申请专利技术人经过测试发现，用水浸提后的浸出液整体呈碱性，浸出液的pH>11，钴离子在该pH条件下以难溶于水的Co(OH)2形式存在。这样，在水浸后进行过滤时，钴单质、氧化钴和氢氧化钴均存留在浸出固体中，而浸出液中则只有锂盐，由此在回收金属的基础上，仅通过水浸、过滤就方便地实现钴和锂的分离。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本申请实施例1和实施例2的XRD衍射图；
[0023]图2是本申请实施例1和实施例3的XRD衍射图；
[0024]图3是本申请实施例1的浸出产物、浸出产物焙烧产物、浸出液的XRD衍射图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0026]在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、
“
中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0027]并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
[0028]此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧钴酸锂电池中回收金属的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：共热解反应：将聚氯乙烯与废旧的钴酸锂在流通的惰性气体气氛中热解，得到含有锂和钴的共热解产物；其中，所述聚氯乙烯与所述废旧的钴酸锂的质量比为0.9:1～1.1:1，所述废旧的钴酸锂来自所述废旧钴酸锂电池；浸出：用水浸出所述共热解产物，过滤，得到浸出液和浸出产物，所述浸出液为含有锂盐的浸出液，所述浸出产物为含钴的浸出产物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚氯乙烯与所述废旧的钴酸锂的质量比为1:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述共热解反应中，热解温度为450℃～650℃，热解时间为90min～120min。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述共热解反应中，热解温度为450℃，热解时间为90min。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在共热解反应之前进行压片，所述压片的步骤为：将聚氯乙烯粉末与废旧的钴酸锂粉末混合得到混合粉末，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐圆圆，孟喆，代金川，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：