从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于使用CO2/CO/H2O气体混合物或CH4/空气或固体碳或其组合从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法。子电池中回收有价值的金属的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法
专利

[0001]本专利技术涉及一种用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法。
[0002]专利技术背景
[0003]能量储存装置，并且特别是可再充电电池诸如锂离子电池(LIB)，在消费性电子产品和电动交通工具中有高的需求。LIB具有重要意义，使得它们已经成为便携式电子设备的最受欢迎的电源。随着LIB的容量和充电速率被提高，LIB被用于越来越多范围的应用。
[0004]这种增加的需求已经极大地刺激LIB的生产，这随后导致废LIB的大幅增加的量，这些废LIB将必须通过合适的工艺被处理。因此，正在进行相当大的努力以使环境污染最小化并回收电池部件。
[0005]通常不容易从LIB中实现有价值的金属(即，钴、锂、镍、锰、铜、铝和铁)的高回收率。
[0006]对从废LIB中回收有价值的金属的有效的方法存在需求。通过将有价值的金属成分分离成不同的产品，废LIB的再循环增强环境保护，并且增强循环经济。
[0007]专利技术概述
[0008]在一些实施方案中，本专利技术提供了一种用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法，该方法包括：
[0009]a)打开废离子电池(LIB)，并移除废锂离子电池的盖子；
[0010]b)在预定的温度研磨剩余的废LIB以获得颗粒状的废锂离子电池材料，所述颗粒状的废锂离子电池材料包括具有预定粒度的颗粒；
[0011]c)从所述颗粒状的废锂离子电池材料中分离出任何塑料和特氟隆基质；
[0012]d)在预定的温度用CO2/CO/H2O气体混合物、CH4/空气气体混合物、固体碳或其组合处理所述经分离的颗粒状的废锂离子电池材料用于锂的碳化，以获得包含碳酸锂的颗粒状的废锂离子电池材料；
[0013]e)用冷水和任选地用另外的CO2处理包含碳酸锂的所述颗粒状的废锂离子电池材料；
[0014]f)将在步骤(e)获得的浆料过滤，以获得碳酸锂滤液和包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的残余物；
[0015]g)在预定的温度将所述碳酸锂滤液加热至碳酸锂沉淀物沉降，然后过滤以获得碳酸锂沉淀物和母液；以及
[0016]h)在预定的温度用溶剂(flux)处理步骤(f)的包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的所述残余物以获得有价值的金属锭。
[0017]附图简述
[0018]被视为本专利技术的主题在说明书的结论部分中被特别地指出并且被明确地要求保护。然而，当与附图一起阅读时，通过参考以下详细描述，本专利技术关于组织和操作方法两者以及其目的、特征和优点可以被最好地理解，在附图中：
[0019]图1示出了用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的示意性方法步骤。
[0020]图2示出了本专利技术的系统(实验室装置)的一种实施方案的示意图，
[0021]1‑
具有温度控制器的炉，2
‑
反应室(派热克斯玻璃(pyrex))，3
‑
样品或具有固体碳的样品，4
‑
CO2钢瓶，5
‑
气体清洗瓶，6
‑
用于GC分析的气体采样器，7
‑
热电偶，8
‑
另外的温度监测器，9
‑
流量计，10
‑
阀，11
‑
CO钢瓶，12
‑
水蒸气发生器，13
‑
CH4钢瓶。
[0022]应当理解，为了图示的简单和清楚，图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为合适的情况下，附图标记可以在图中被重复以指示对应的或类似的元件。
[0023]本专利技术的详细描述
[0024]在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本专利技术可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，没有详细地描述熟知的方法、程序和部件，以免使本专利技术模糊。
[0025]在一种实施方案中，本专利技术提供了一种用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法，该方法包括：
[0026]a)打开废锂离子电池(LIB)，并移除废锂离子电池的盖子；
[0027]b)在预定的温度研磨剩余的废LIB以获得颗粒状的废锂离子电池材料，所述颗粒状的废锂离子电池材料包括具有预定粒度的颗粒；
[0028]c)从所述颗粒状的废锂离子电池材料中分离出任何塑料和特氟隆基质；
[0029]d)在预定的温度用CO2/CO/H2O气体混合物、CH4/空气气体混合物、固体碳或其组合处理所述经分离的颗粒状的废锂离子电池材料用于锂的碳化，以获得包含碳酸锂的颗粒状的废锂离子电池材料；
[0030]e)用冷水和任选地用另外的CO2处理包含碳酸锂的所述颗粒状的废锂离子电池材料；
[0031]f)将在步骤(e)获得的浆料过滤，以获得碳酸锂滤液和包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的残余物；
[0032]g)在预定的温度将所述碳酸锂滤液加热至碳酸锂沉淀物沉降，然后过滤以获得碳酸锂沉淀物和母液；以及
[0033]h)在预定的温度用熔剂处理步骤(f)的包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的所述残余物以获得有价值的金属锭。
[0034]在一种实施方案中，“废LIB”在本文中指的是使用过的/耗尽的锂离子电池，其主要包括金属外壳、膜分离器、正极材料(LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4、Li4Ti5O
12
、LiNi
0.3
Al
0.3
Co
0.3
O2以及其他锂金属氧化物)、铝箔、负极材料(石墨)、铜箔和有机电解质。
[0035]本专利技术提供一种用于从锂离子电池中回收和/或再循环有价值的金属的方法。这样的有价值的金属可以包括钴、镍、锰、铜、铝、铁、钛、锡、铅、锌、钠、钙。通过本专利技术的方法和系统获得的有价值的金属的非限制性实例包括：Li2CO3、Co、TiO2、Cu、氧化铝、氧化铁、氧化钠、氧化钙。
[0036]术语“其他有价值的金属”在本文中指的是镍、锰、铜、铝、钛、锡、铅、锌、钠或钙中的至少一种。
[0037]有价值的金属作为金属锭被获得，并且可以用作其他产品的原材料。
[0038]在一种实施方案中，用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法包括打开锂
离子电池并移除该电池的包覆层或外壳，其中去除其中泄露的气体。剩余的废LIB进一步被用于本专利技术的方法中。
[0039]LIB的打开是通过本领域中已知的任何已知技术来完成的，该已知技术诸如在Zheng X.A Mini
‑
Review on Metal Recycling from Spent Lithium Ion Batteries.Engineering,2018,4,3,361
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370；和Meshram本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从废锂离子电池中回收有价值的金属的方法，所述方法包括：a)打开废锂离子电池(LIB)，并移除所述废锂离子电池的盖子；b)在预定的温度研磨剩余的废LIB以获得颗粒状的废锂离子电池材料，所述颗粒状的废锂离子电池材料包括具有预定粒度的颗粒；c)从所述颗粒状的废锂离子电池材料中分离出任何塑料和特氟隆基质；d)在预定的温度用CO2/CO/H2O气体混合物或CH4/空气或固体碳或其组合处理所述经分离的颗粒状的废锂离子电池材料用于锂的碳化，以获得包含碳酸锂的颗粒状的废锂离子电池材料；e)用冷水和任选地用另外的CO2处理包含碳酸锂的所述颗粒状的废锂离子电池材料；f)将在步骤(e)获得的浆料过滤，以获得碳酸锂滤液和包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的残余物；g)在预定的温度将所述碳酸锂滤液加热至碳酸锂沉淀物沉降，然后过滤以获得碳酸锂沉淀物和母液；以及h)在预定的温度用熔剂处理步骤(f)的包含钴、铁、其他有价值的金属和非金属杂质的所述残余物以获得有价值的金属锭。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(b)中获得的所述颗粒状的废锂离子电池材料具有在2mm
‑
10mm之间或在2mm
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5mm之间的粒度。3.根据权利要求1所述的方法，其中研磨所述剩余的废LIB以获得颗粒状的废锂离子电池材料的所述预定的温度在20℃
‑
50℃之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中从所述颗粒状的废锂离子电池材料中分离塑料和特氟隆基质是通过空气分离完成的。5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(g)中获得的所述碳酸锂沉淀物被进一步干燥以获得干燥的碳酸锂粉末。6.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：I，
申请(专利权)人：耶达研究与发展有限公司，
类型：发明
国别省市：