一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法技术

本发明专利技术公开了一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法，涉及湿法冶金和二次资源综合回收技术领域。本发明专利技术将氯化胆碱或盐酸胍和甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)配置三元低共熔溶剂体系，得到的低共熔溶剂体系具有黏度低、成本低等优点，利用该体系浸出锰酸锂正极材料具有浸出温度低、浸出时间短，锂和锰浸出效率高的显著优势。锂和锰浸出效率高的显著优势。锂和锰浸出效率高的显著优势。

【技术实现步骤摘要】
一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法


[0001]本专利技术涉及湿法冶金和二次资源综合回收
，特别是涉及一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法。

技术介绍

[0002]近年来，特别是“双碳”目标提出以来，基于能源可持续发展及安全的迫切需求，新能源汽车成为战略性新兴产业。新能源汽车销售量快速增长，促使动力电池的需求量大幅度增长。
[0003]锰酸锂电池是指正极使用锰酸锂材料的电池，锰酸锂电池其标称电压在2.5
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4.2v，其以成本低、安全性好而被广泛使用。锰酸锂电池正极材料中的有价金属回收方法大多采用硫酸和硝酸或硫酸和双氧水体系浸出，浸出液用碱法沉淀得到含锰沉淀后，再选择性沉淀得到锂产品。
[0004]申请号CN201310105266.8的专利，公布了一种锰酸锂电池正极材料回收方法，该方法酸锂正极材料、导电剂和粘结剂的混合物于1000
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1200℃煅烧1
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3h；然后造球，造球后的混合物与碳质还原剂、硅石、石灰按一定重量比混匀，然后电炉冶炼1
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3h；炉渣酸浸得到含锂溶液，再加入碳酸钠溶液沉淀，过滤，得到碳酸锂。申请号CN201710501343.X的专利，公布了一种废旧锰酸锂材料回收处理的方法，该方法将废旧锰酸锂材料在300～1000℃范围内还原焙烧，然后将经还原处理后的废旧锰酸锂材料加水，反应完全后进行过滤，固液分离得氢氧化锂水溶液和粗制锰产品；再将氢氧化锂水溶液进行蒸发结晶，得氢氧化锂产品；所得粗制锰产品进行浮选、烘干，得锰产品。申请号CN201711340291.9的专利，公布了一种锰酸锂电池正极材料中有价金属回收方法，该方法锰酸锂电池正极材料与适量的碳粉混合均匀后在800
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1300℃范围还原焙烧，然后将焙烧料加水浆化后加酸调节混合液pH为3.0
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6.5，浸泡并过滤，滤液加入可溶性碳酸盐沉淀回收锂；滤饼烘干得到可循环制锰酸锂的锰氧化物。以上方法存在酸碱耗费量大、产物纯度不易控制、工艺复杂等缺点。
[0005]低共熔溶剂具有溶解性优良、制备简单、不易挥发等优点，目前已被研究应用于电催化、金属去腐蚀、有机合成、材料制备等诸多领域。
[0006]ZHIWEN XU等报道了采用微波辅助低共熔溶剂回收利用锰酸锂锂离子电池中的锰和锂，采用氯化胆碱和草酸摩尔比为1:2的低共熔溶剂，在微波辅助下，液固比为6g/0.1g，70℃浸出15min，锂和锰的浸出率分别达到99％和96％。但是，微波辅助在工业化应用中会存在处理量受限的问题。所以，开发绿色回收体系，实现对锰酸锂正极材料的高效回收，具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法，以解决上述现有技术存在的问题，实现对锰酸锂正极材料的高效回收。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]本专利技术提供一种低共熔溶剂在回收废旧锰酸锂锂电池正极材料中锂和锰的应用，所述低共熔溶剂由氯化胆碱、甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合制备得到或由盐酸胍、甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合制备得到。
[0010]进一步地，所述低共熔溶剂的制备方法如下：
[0011]将氯化胆碱或盐酸胍和甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在70～90℃下恒温搅拌1～2h，即得低共熔溶剂。
[0012]本专利技术进一步提供一种利用低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法，包括如下步骤：
[0013]步骤1：将氯化胆碱或盐酸胍和甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在70～90℃下恒温搅拌1～2h，得到低共熔溶剂；
[0014]步骤2：将锰酸锂正极材料与所述低共熔溶剂混合，恒温搅拌浸出；
[0015]步骤3：将步骤2所得溶液离心，得到含锂和锰的溶液。
[0016]进一步地，所述锰酸锂正极材料与所述低共熔溶剂的质量体积比为1:20g/mL～1:50g/mL。
[0017]进一步地，步骤2所述恒温搅拌浸出的温度为70～90℃，时间为2～6h。
[0018]本专利技术公开了以下技术效果：
[0019]本专利技术利用氯化胆碱/盐酸胍、甘油和乳酸配置的三元低共熔溶剂体系，具有黏度低、成本低等优点，利用该体系浸出锰酸锂正极材料，具有浸出温度低、浸出时间短，锂和锰浸出效率高的优势。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，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。
[0021]图1为本专利技术利用低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的工艺流程示意图；
[0022]图2为浸出时间对氯化胆碱、甘油及乳酸低共熔溶剂浸出锂和锰的影响；
[0023]图3为浸出温度对氯化胆碱、甘油及乳酸低共熔溶剂浸出锂和锰的影响；
[0024]图4为浸出温度对盐酸胍、甘油及乳酸低共熔溶剂浸出锂和锰的影响；
[0025]图5为浸出液固质量体积比对氯化胆碱、甘油及乳酸低共熔溶剂浸出锂和锰的影响。
具体实施方式
[0026]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0027]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每
个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0028]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0029]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0030]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0031]图1为本专利技术利用低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低共熔溶剂在回收废旧锰酸锂锂电池正极材料中锂和锰的应用，其特征在于，所述低共熔溶剂由氯化胆碱、甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合制备得到或由盐酸胍、甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合制备得到。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述低共熔溶剂的制备方法如下：将氯化胆碱或盐酸胍和甘油及乳酸按照摩尔比1：(0.5～1)：(1～2)混合，然后在70～90℃下恒温搅拌1～2h，即得低共熔溶剂。3.一种利用低共熔溶剂回收废旧锰酸锂锂电池正极材料锂和锰的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，刘红召，柳林，曹耀华，王洪亮，
申请(专利权)人：中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所，
类型：发明
国别省市：