从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法技术

本申请提供一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，涉及固体废弃物回收领域。从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，包括：将包括废旧锂离子电池材料和单质硫在内的原料混合得到混合物料，然后将所述混合物料在富氧环境下焙烧得到焙烧料；将所述焙烧料粉碎后用水进行第一浸出，然后进行第一固液分离，得到含锂溶液和滤渣；将所述滤渣、水和酸混合进行第二浸出，然后进行第二固液分离，得到有价金属溶液。本申请提供的从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，操作简单、对环境影响小、成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法


[0001]本申请涉及固体废弃物回收领域，尤其涉及一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法。

技术介绍

[0002]在能源和环境危机的推动下，伴随着新能源汽车的飞速发展和推广，带来了规模庞大的锂离子电池需求，废旧电池若被丢弃，不仅会给环境带来严重的污染，而且还造成资源浪费，因此，对废旧锂电池进行无害化处理并对其中的资源进行回收再利用具有十分重要的意义。
[0003]目前对于废弃锂离子电池的回收处理主要途径有火法冶金方法和湿法冶金方法，由于火法冶金在国内应用存在一些关键性问题，湿法冶金方法成为国内处理废弃锂离子电池的主流方法，得到了广泛的研究。湿法工艺主要包括：物理放电
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拆解
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物理分选
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湿法浸出
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分离回收等，在这个处理过程中，锂随镍、钴、锰等同时浸出到溶液中，经萃取、化学沉淀等方法提取镍、钴、锰后，锂残留在剩余液中，此时溶液中锂离子浓度低，且溶液中钠离子含量高，从中回收锂的难度大。
[0004]现有采用还原焙烧
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水浸的方法，焙烧产物中锂以碳酸锂的形式存在，之后经水浸的方式，使得其中的碳酸锂溶于水中，而其他元素如镍、钴、锰都以不溶物的形式进入到渣中，实现锂的优先分离提取，但由于碳酸锂的溶解度较低，水浸过程中会造成锂的损失，且浸出时所需水量较大，浸出液中锂离子浓度较低，进一步回收锂较为困难。
[0005]现有的采用硫还原的方式处理废旧锂离子电池正极材料的方法，焙烧时，会不可避免使废旧锂离子电池材料中的镍、钴、锰转化为相应的硫化物，而硫化物很难被直接浸出，这为后续镍钴锰硫化物渣的酸浸回收带来很大困难，且酸浸过程中易释放出有毒的硫化氢气体。
[0006]研发一种操作简单、对环境影响小、成本低的回收方法，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0007]本申请的目的在于提供一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，以解决上述问题。
[0008]为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：
[0009]一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，包括：
[0010]将包括废旧锂离子电池材料和单质硫在内的原料混合得到混合物料，然后将所述混合物料在富氧环境下焙烧得到焙烧料；
[0011]将所述焙烧料粉碎后用水进行第一浸出，然后进行第一固液分离，得到含锂溶液和滤渣；
[0012]将所述滤渣、水和酸混合进行第二浸出，然后进行第二固液分离，得到有价金属溶液。
[0013]优选地，所述单质硫的用量为所述废旧锂离子电池材料的质量的0.05
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2倍。
[0014]优选地，所述单质硫的用量为所述废旧锂离子电池材料的质量的0.1
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0.5倍。
[0015]优选地，所述焙烧的温度为200℃
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1200℃，时间为30min
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600min；
[0016]优选地，所述焙烧的温度为500℃
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1000℃，时间为60min
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120min。
[0017]优选地，所述富氧环境包括富氧空气或氧气。
[0018]优选地，所述第一浸出的温度为20℃
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90℃，时间为15min
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240min，液固比为2ml:1g
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15ml:1g；
[0019]优选地，所述第一浸出的温度为50℃
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80℃，时间为30min
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120min，液固比为2ml:1g
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8ml:1g。
[0020]优选地，所述酸包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸中的一种或多种；
[0021]优选地，所述酸为硫酸。
[0022]优选地，所述第二浸出的温度为20℃
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90℃，时间为15min
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240min；
[0023]优选地，所述第二浸出的温度为50℃
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80℃，时间为30min
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120min。
[0024]优选地，所述废旧锂离子电池材料中的活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂中的一种或多种。
[0025]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
[0026]本申请提供的从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，将包括废旧锂离子电池材料和单质硫在内的原料混合得到混合物料，然后将混合物料在富氧环境下焙烧得到焙烧料；将焙烧料粉碎后用水进行第一浸出，然后进行第一固液分离，得到含锂溶液和滤渣。在焙烧过程中，由于单质硫的存在，电池材料中的锂氧化物与硫的氧化物结合转化为水溶性的硫酸锂，同时，部分熔融状态的硫与镍、钴、锰等有价金属化合，转化为相应的硫化物，但由于是在富氧环境中，镍钴锰的硫化物又会被氧化，因此，在此种工艺条件下，镍钴锰元素最终以氧化物形式存在于滤渣中，可以简单有效的将水溶性的硫酸锂和固体渣中的镍钴锰氧化物分开，然后通过酸浸的方式处理滤渣，实现锂的高效回收和镍钴锰等有价金属的回收利用。
附图说明
[0027]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。
[0028]图1为实施例提供的从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0029]如本文所用之术语：
[0030]“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。
[0031]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。
[0032]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。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法，其特征在于，包括：将包括废旧锂离子电池材料和单质硫在内的原料混合得到混合物料，然后将所述混合物料在富氧环境下焙烧得到焙烧料；将所述焙烧料粉碎后用水进行第一浸出，然后进行第一固液分离，得到含锂溶液和滤渣；将所述滤渣、水和酸混合进行第二浸出，然后进行第二固液分离，得到有价金属溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单质硫的用量为所述废旧锂离子电池材料的质量的0.05
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2倍。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单质硫的用量为所述废旧锂离子电池材料的质量的0.1
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0.5倍。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焙烧的温度为200℃
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1200℃，时间为30min
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600min；优选地，所述焙烧的温度为500℃
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1000℃，时间为60min
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120min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述富氧环境包括富氧空气或氧气。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，廖财斌，王跃林，龙志林，练平，杨志诚，余锋磊，
申请(专利权)人：湖南裕能新能源电池材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：