一种废旧电池回收锂的方法技术

本发明专利技术公开了一种废旧电池回收锂的方法，包括以下步骤：步骤S1：将电极材料浆料浸入碱性醛类溶液，反应一段时间后，固液分离水洗得到有价金属氢氧化物沉淀和含锂溶液；步骤S2：在含锂溶液中添加碳酸钠，固液分离得到工业级碳酸锂；步骤S3：用硫酸溶液溶解有价金属氢氧化物沉淀，固液分离得到含镍、钴、锰离子溶液。相对于现有技术采用酸浸的方式，本发明专利技术采用碱浸的方式，浸出效果好，能产生多种有价副产品，特别地，金属铜在中度碱性条件下不会溶解，可回收铜单质，增加直接有价副产品的价值。增加直接有价副产品的价值。增加直接有价副产品的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧电池回收锂的方法


[0001]本专利技术涉及废旧电池材料回收
，尤其涉及一种废旧电池回收锂的方法。

技术介绍

[0002]随着国家政策的大力支持，我国新能源汽车的产量和销量呈直线上升。那么随着新能源的迅速发展，报废/退役的大量动力锂离子电池就引起了广泛关注。当新能源汽车动力电池容量衰减至低于80％时，动力电池就不能达到电动汽车的动力需求，就需要进行报废/退役处理。这些报废/退役的动力电池未来必定会成为我国主要的城市固体废弃物之一。废旧动力电池中的镍、钴、锰、锂等金属元素具有十分重要的经济价值，对其进行回收必定会带来极为可观的经济效益，目前也有许多企业着手这方面的研究。当前对废旧电池的回收主要有两种方法，一种是修复，另一种是湿法冶金回收。其中，后者是国内目前运用较多的方法。本领域技术人员进行大量研究，例如：
[0003]专利技术专利CN105742744B公开了从一种从废旧锂离子电池回收过程产生的含锂废液中提取锂的方法，该专利通过以Na2CO3为沉淀剂，将Na2CO3加入到含锂废液中进行沉锂；后期与MnCO3混合焙烧处理，最终锂以尖晶石型锰酸锂的形式被回收。该方法提锂回收率高，清洁环保，产品种类较多。但是，该专利对于其他的元素的回收没有涉及，甚至会存在其他杂质元素。
[0004]专利技术专利CN110835117A公开了一种从废旧三元正极材料中选择性提锂的方法，该专利通过将废旧三元正极电极材料粉与酸混合焙烧后，再与助剂混合焙烧，最后将其放入水中浸出，得到富锂溶液。该方法降低了提锂成本，简化了工艺，解决了回收锂耗酸耗碱量大的问题。但是，该专利涉及多步焙烧，能耗较大，前期混酸较多，成本较高，不利于实际应用。
[0005]专利技术专利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，该专利将废旧电池正极活性材料和碳质细磨，并加入氯化剂焙烧得到焙砂，然后将焙砂加水过滤，并向滤液内加H2SO4，得到CaSO4和滤液，进一步往滤液中加NaOH，得到Mn(OH)2和滤液，最后往滤液中加Na2CO3，得到电池级Li2CO3。该专利将Li2CO3转型提前到焙烧阶段，能够解决Li2CO3在水浸过程中转型不彻底的问题，减少锂损，并可回收部分Mn。但是，在该工艺中，前期沉淀Ca用到硫酸，后期沉淀Mn用到碱，那么前期必定要消耗大量的碱和酸完成中和反应，再需要过量的碱来完成Mn的沉淀，势必会增加碱的消耗，成本增加。同时，该专利只是涉及到协同回收Mn，而对其他的元素的回收，比如Co、Ni等未涉及。
[0006]专利技术专利CN112522513A公开了一种从退役锂电池中选择性提取锂的方法，该专利的将废旧正极活性材料和活化剂研磨后放入管式炉中活化，后期进行浸出提锂，得到Li富集液，再向富集液中加入碳酸盐和/或磷酸盐，得到碳酸锂和/或磷酸锂。该专利利用活化剂增加锂的反应活性，提取率高，工艺简单。但是，对其他元素的回收没有涉及，造成其他金属元素的混入，进而导致回收的碳酸锂和/或磷酸锂不纯。
[0007]专利技术专利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，该专利采用废旧三元电池的石墨、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，将碳酸锂转化为易于水浸的碳酸氢锂，进行优先提锂；提锂后的材料直接进行硫酸浸出得到镍钴锰溶液该专利对有价金属锂、镍、钴、锰的回收率高、流程较短、产品质量好、经济环保。但是，其回收的工艺较为复杂，同时由于碳酸氢锂易溶于水，将Li以碳酸氢锂的形式进行回收，其回收的产率势必不会太高。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术上述缺陷，提供了一种废旧电池回收锂的方法。
[0009]本专利技术提供一种废旧电池回收锂的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤S1：将电极材料浆料浸入碱性醛类溶液，反应一段时间后，固液分离水洗得到铜单质，有价金属氢氧化物沉淀和含锂溶液；
[0011]步骤S2：在所述含锂溶液中添加碳酸钠，固液分离得到工业级碳酸锂；
[0012]步骤S3：将铜单质和有价金属氢氧化物沉淀烘干后筛分，分离所述铜单质和所述有价金属氢氧化物沉淀，用硫酸溶液溶解所述有价金属氢氧化物沉淀，固液分离得到含镍、钴、锰离子溶液。
[0013]优选地，还包括步骤S0：将废旧电极粉料缓慢加入到一定量的纯水中，直至充分混合，得到所述电极材料浆料。
[0014]进一步地，所述废旧电极粉料为废旧三元电池、废旧钴酸锂电池、废旧锰酸锂电池、和废旧镍氢电池中的一种或几种的正负极粉料。
[0015]进一步地，纯水和废旧电极粉料的液固比2～10:1。
[0016]优选地，步骤S1中，所述碱性醛类溶液中醛为甲醛和/或乙醛。
[0017]优选地，步骤S1中，所述碱性醛类溶液中醛的浓度为2～15％。
[0018]优选地，步骤S1中，所述碱性醛类溶液中碱的浓度为2～20％。
[0019]优选地，步骤S1中，所述碱性醛类溶液配置时采用的碱为氢氧化锂和/或氢氧化钠。
[0020]优选地，步骤S1中，所述固液分离采用板框压滤和负压抽滤。
[0021]进一步地，步骤S1中，所述固液分离采用板框压滤。
[0022]优选地，步骤S1中，固液分离后得到的所述铜单质和所述有价金属氢氧化物沉淀进行多次水洗，第一次水洗产生的废水，用于所述电极材料浆料制备；第一次水洗之后的水洗产生的废水，用于前一次水洗；最后一次水洗采用纯水。
[0023]进一步地，所述水洗的次数为3～5次。
[0024]进一步地，所述水洗的时间为5～20min。
[0025]优选地，步骤S1中为密闭操作。
[0026]优选地，步骤S3中，所述硫酸溶液的浓度为1～6mol/L。
[0027]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0028](1)相对于现有技术采用酸浸的方式，本专利技术采用碱浸的方式，浸出效果好，能产生多种有价副产品，特别地，金属铜在中度碱性条件下不会溶解，可回收铜单质，增加直接有价副产品的价值。
[0029](2)醛在碱性条件下表现出强还原性，本专利技术用醛的碱溶液还原电芯粉末中的高
价金属，如+3价Co变为+2价、+4价Mn变为+2价，使得粉末晶体结构瓦解，释放出锂离子、有价金属离子，对有价金属离子的回收更加彻底，效果更佳。
[0030](3)本专利技术中采用循环逆流水洗，最大程度上增大水的使用效率，减少水的使用量。
附图说明
[0031]图1为本专利技术中一种废旧电池回收锂的方法的流程图。
具体实施方式
[0032]现有的退役锂电池回收技术中，大多在酸性体系中，添加双氧水、亚硫酸盐等还原性物质，提取有价金属，酸性条件下浸出，溶解大量杂质金属，所需化学物种较多，工艺复杂，后期需多步除杂。
[0033]针对现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种在碱性环境浸出的方式，浸出效果好，能产本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧电池回收锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：将电极材料浆料浸入碱性醛类溶液，反应一段时间后，固液分离水洗得到铜单质，有价金属氢氧化物沉淀和含锂溶液；步骤S2：在所述含锂溶液中添加碳酸钠，固液分离得到工业级碳酸锂；步骤S3：将所述铜单质和所述有价金属氢氧化物沉淀烘干后筛分，分离所述铜单质和所述有价金属氢氧化物沉淀，用硫酸溶液溶解所述有价金属氢氧化物沉淀，固液分离得到含镍、钴、锰离子溶液。2.根据权利要求1中的废旧电池回收锂的方法，其特征在于，还包括步骤S0：将废旧电极粉料缓慢加入到一定量的纯水中，直至充分混合，得到所述电极材料浆料。3.根据权利要求1中的废旧电池回收锂的方法，其特征在于，所述废旧电极粉料为废旧三元电池、废旧钴酸锂电池、废旧锰酸锂电池、和废旧镍氢电池中的一种或几种的正负极粉料。4.根据权利要求1中的废旧电池回收锂的方法，其特征在于，纯水和废旧电极粉料的液固比2～10:1。5.根据权利要求1中的废旧电池回收锂的方法，其特征在于，步骤S1中，所述碱性醛类溶液中醛为甲醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆钧皓，孙军，鲁统晓，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：