从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法技术

本发明专利技术属于二次资源回收技术领域，具体涉及一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法。包括如下步骤：S100：将废旧钴酸锂电池的正极材料进行机械破碎，得到含LiCoO2的正极材料粉末；S200：将得到的含LiCoO2的正极材料粉末与CaCl2球磨混合得到混合物料；S300：将混合物料在真空条件下进行焙烧，并分别收集LiCl的气态冷凝物和含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物；其中：焙烧温度为800～900℃，焙烧的升温速率为5～20℃/min，保温时间为90～150min，真空度为1～100Pa；S400：将含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物进行水洗，得到含CaO、CoO的滤渣；S500：在含CaO、CoO的滤渣中加入萃取剂萃取得到CoO。本发明专利技术具有回收工艺简单、回收流程短、回收效率高的优点。回收效率高的优点。回收效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法


[0001]本专利技术属于二次资源回收
，具体涉及一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法。

技术介绍

[0002]相比于其他种类的锂离子电池，钴酸锂电池因生产工艺简单、比能量高、工作电压稳定等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、移动摄像机等移动电子设备中。随着电子产品的退役，将会产生大量的废旧钴酸锂电池。钴酸锂电池中含有大量的锂钴等有价金属，若不进行有效回收，会造成金属资源的浪费；另一方面，钴属于重金属，处置不当会对环境造成污染。
[0003]所以需要对废旧钴酸锂电池里面的锂和钴进行回收。

技术实现思路

[0004]为了有效回收废旧钴酸锂电池正极片中收氯化锂、氧化钴，本专利技术提供了一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法，本专利技术具有回收工艺简单、回收流程短、回收效率高的优点。
[0005]本专利技术采用下述技术方案实现：
[0006]本专利技术提供了一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0007]S100：将废旧钴酸锂电池的正极材料进行机械破碎，得到含 LiCoO2的正极材料粉末；
[0008]S200：将得到的含LiCoO2的正极材料粉末与CaCl2球磨混合得到混合物料；
[0009]S300：将混合物料在真空条件下进行焙烧，并分别收集LiCl的气态冷凝物和含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物；
[0010]其中：焙烧温度为800～900℃，焙烧的升温速率为5～20℃/min，保温时间为90～150min，真空度为1～100Pa；
[0011]通过对真空条件和焙烧条件的控制，发生的化学反应：
[0012]4LiCoO2(s)+2CaCl2(s)＝4LiCl(g)+4CoO(s)+2CaO(s)+O2(g)，气体和固体自然分离，分离出来的气体，遇冷就得到固态的LiCl；
[0013]S400：将含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物进行水洗，得到含CaO、 CoO的滤渣；
[0014]S500：在含CaO、CoO的滤渣中加入萃取剂萃取得到CoO。
[0015]现有技术中LiCoO2与CaCl2反应生成LiCl和CoCl2，在后续Li和Co 的回收过程中仍需加入强酸，不仅会造成环境污染，还增加了成本。本专利技术通过控制LiCoO2与CaCl2的反应条件，焙烧温度为800～900℃，焙烧的升温速率为5～20℃/min，保温时间为90～150min，真空度为1～100Pa，使LiCoO2与CaCl2反应生成气态的LiCl，固态的CoO和 CaO，在此基础上直接就能将气态产物和固态产物分离，分离的气态 LiCl遇冷就变成固态，就直接获得分离出来
的LiCl，而固态CoO仅需经过水洗萃取即可得到，具有工艺简单、回收流程短的优点。
[0016]进一步地，步骤S200还包括将混合物料进行压料。能避免在步骤S300抽真空过程中造成正极材料粉末与氯化钙混合物料飞扬，能够提高混合物料的反应效率和利用率。
[0017]进一步地，步骤S200中所述正极材料粉末与氯化钙的质量比为 1:(0.6
‑
1)。该比例能够使正极材料中的LiCoO2能够完全反应，提高回收率。
[0018]进一步地，步骤S200中球磨转速为250～350rpm，球磨时间为 30～60min。
[0019]进一步地，步骤S400中水洗次数为3次。确保将CaCl2全部溶解到水中。
[0020]进一步地，步骤S500中滤渣干燥温度为150～200℃，干燥时间为30～60min。
[0021]进一步地，步骤S500中萃取使用的萃取剂为磷酸三丁酯或磷酸二异辛酯。
[0022]进一步地，萃取次数为3次。
[0023]采用上述技术方案，本专利技术包括如下优点：
[0024]1、本专利技术通过控制LiCoO2和CaCl2的反应条件，达到控制生成产物的目的；分离的气态LiCl遇冷就变成固态，就直接获得分离出来的 LiCl，而固态CoO仅需经过水洗萃取即可得到，具有工艺简单、回收流程短的优点；本专利技术通过控制LiCoO2和CaCl2的质量比和反应条件，使LiCoO2和CaCl2能够充分反应，且在固气自动分离的基础上，通过本专利技术提供的收集方法收集，具有回收率高的优点。
[0025]2、本专利技术的回收工艺无需使用强酸强碱，并且氯化焙烧在真空密闭条件下进行，不存在环境污染问题，是一种绿色的、环境友好的回收工艺。
[0026]3、本专利技术具有锂、钴元素回收率高的优点。
[0027]4、本专利技术回收产品LiCl可作为优异的工业制备金属锂的原料，氧化钴可作为钴酸锂的制备原料，使废旧钴酸锂电池正极片价值达到了最大化。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对本专利技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0029]图1为本专利技术实施例的流程图；
[0030]图2为本专利技术实施例的回收物LiCl的XRD检测图；
[0031]图3为本专利技术实施例的回收物CoO的XRD检测图；
[0032]图4为本专利技术实施例的回收物CaCl2的XRD检测图。
具体实施方式
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1所示本实施例提供了一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0036]S100：将废旧钴酸锂电池的正极材料进行机械破碎，得到含 LiCoO2的正极材料粉
末；
[0037]S200：将得到的含LiCoO2的正极材料粉末与CaCl2球磨混合得到混合物料；
[0038]S300：将混合物料在真空条件下进行焙烧，并分别收集LiCl的气态冷凝物和含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物；
[0039]其中：焙烧温度为800～900℃，焙烧的升温速率为5～20℃/min，保温时间为90～150min，真空度为1～100Pa；
[0040]通过对真空条件和焙烧条件的控制，发生的化学反应：
[0041]4LiCoO2(s)+2CaCl2(s)＝4LiCl(g)+4CoO(s)+2CaO(s)+O2(g)，气体和固体自然分离，分离出来的气体，遇冷就得到固态的LiCl；
[0042]S400：将含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物进行水洗，得到含CaO、 CoO的滤渣；
[0043]S500：在含CaO、CoO的滤渣中加入萃取剂萃取得到CoO。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法，其特征在于，包括如下步骤：S100：将废旧钴酸锂电池的正极材料进行机械破碎，得到含LiCoO2的正极材料粉末；S200：将得到的含LiCoO2的正极材料粉末与CaCl2球磨混合得到混合物料；S300：将混合物料在真空条件下进行焙烧，并分别收集LiCl的气态冷凝物和含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物；其中：焙烧温度为800～900℃，焙烧的升温速率为5～20℃/min，保温时间为90～150min，真空度为1～100Pa；S400：将含CaO、CoO、CaCl2的固态混合物进行水洗，得到含CaO、CoO的滤渣；S500：在含CaO、CoO的滤渣中加入萃取剂萃取得到CoO。2.如权利要求1所述的一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化钴的方法，其特征在于：步骤S200还包括将混合物料进行压料。3.如权利要求1所述的一种从废旧钴酸锂电池正极片中回收氯化锂、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：田阳，姚少杰，杨斌，蒋文龙，徐宝强，刘大春，李一夫，王飞，陈秀敏，李峻，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：