从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法技术

本发明专利技术涉及一种从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法。从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，包括如下步骤：将含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐混合均匀，得到混合粉体；将混合粉体与无机酸混合均匀，得到混酸粉；将混酸粉进行酸化焙烧，得到焙烧产物；以及将烧产物进行浸出操作，之后进行固液分离并保留浸出液，得到富锂溶液。本发明专利技术的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法工艺简单，能够将含锂过渡金属氧化物粉体中的锂高效选择的优先提取出来。经过试验验证，采用本发明专利技术的方法，镍钴锰等过渡金属的浸出率低于7％，富锂溶液中锂离子浓度可达到25g/L～30g/L，磷杂质含量低于50ppm，锂的回收率稳定在96％以上，有利于大规模产业化应用。有利于大规模产业化应用。有利于大规模产业化应用。

【技术实现步骤摘要】
从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法


[0001]本专利技术涉及锂电池回收利用
，特别是涉及一种从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源产业特别是新能源汽车产业的发展，市场对锂电池需求不断扩大，锂等重要资源的提取与回收成为行业研究热点。传统锂金属资源主要是通过盐湖和矿产中获取，但由于地球上锂资源分布不均，可开采资源储量限制等原因，未来难以满足新能源汽车的可持续发展。电动汽车逐渐普及，锂电池即将退役迎来退役高峰，回收再生势在必行。为此，从退役废旧锂电池或含锂废料回收提取锂资源，越来越成为各大锂盐生产厂商提锂的重要途经，相关供应量占比也在不断上升。叠加锂价上涨、锂矿供应紧缺等因素，锂资源回收再生技术取得空前发展。
[0003]当前三元锂电池、钴酸锂电池以及锰酸锂电池等锂电池的正极都是采用含锂过渡金属氧化物，回收利用常规方法是先提镍钴后提锂的工艺，优先提锂工艺还未大规模产业化应用。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种工艺简单的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法。
[0005]一种从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，包括如下步骤：
[0006]将含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐混合均匀，得到混合粉体；
[0007]将所述混合粉体与无机酸混合均匀，得到混酸粉；
[0008]将所述混酸粉进行酸化焙烧，得到焙烧产物；以及
[0009]将所述焙烧产物进行浸出操作，之后进行固液分离并保留浸出液，得到富锂溶液。
[0010]本专利技术技术方案的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法工艺简单，能够将含锂过渡金属氧化物粉体中的锂高效选择的优先提取出来，本专利技术的提锂方法耗酸碱量少、能耗低、选择性强、资源利用率高。经过试验验证，采用本专利技术的方法，镍钴锰等过渡金属的浸出率低于7％，富锂溶液中锂离子浓度可达到25g/L～30g/L，磷杂质含量低于50ppm，锂的回收率稳定在96％以上，有利于大规模产业化应用。
[0011]在一个可行的实现方式中，所述含锂过渡金属氧化物粉体与所述水溶性铁盐的质量比为1：(0.01～0.1)。
[0012]在一个可行的实现方式中，所述含锂过渡金属氧化物粉体选自三元锂电池正极黑粉、钴酸锂黑粉、锰酸锂黑粉、镍酸锂黑粉、镍锰酸锂黑粉、稀土金属冶炼含锂废料与电解铝冶炼含锂废料中的至少一种。
[0013]在一个可行的实现方式中，所述水溶性铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、柠檬酸铁与聚合硫酸铁中的至少一种。
[0014]在一个可行的实现方式中，所述混合粉体与所述无机酸的质量比为1：(0.15～0.4)。
[0015]在一个可行的实现方式中，所述无机酸选自硫酸、柠檬酸与硝酸中的至少一种。
[0016]在一个可行的实现方式中，所述酸化焙烧的温度为160℃～360℃，所述酸化焙烧的时间为0.5h～3h。
[0017]在一个可行的实现方式中，将所述焙烧产物进行浸出的操作为：将所述焙烧产物不冷却直接于70℃～100℃温度条件下进行水浸。
[0018]在一个可行的实现方式中，所述水浸的操作中，所述焙烧产物与水的质量比为1：(2.5～8)。
[0019]在一个可行的实现方式中，所述水浸的操作中，水浸的时间为0.5h～1.5h。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一实施方式的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法的流程图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0023]一实施方式的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，包括如下步骤：
[0024]S10、将含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐混合均匀，得到混合粉体。
[0025]本专利技术中，含锂过渡金属氧化物粉体优先选自退役废旧锂电池或含锂废料中的含锂过渡金属氧化物粉体，水溶性铁盐是指具有水溶性含有铁离子(Fe
3+
)的盐。其中，步骤S10为物理混合。
[0026]在一个可行的实现方式中，含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐的质量比为1:(0.01～0.1)。含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐的质量比例如可以为1:0.01、1:0.02、1:0.03、1:0.04、1:0.05、1:0.06、1:0.07、1:0.08、1:0.09或者1:0.1。
[0027]在一个可行的实现方式中，含锂过渡金属氧化物粉体选自三元锂电池正极黑粉、钴酸锂黑粉、锰酸锂黑粉、镍酸锂黑粉、镍锰酸锂黑粉、稀土金属冶炼含锂废料与电解铝冶炼含锂废料中的至少一种。当含锂过渡金属氧化物粉体选自上述各种黑粉或者含锂废料中的至少两种时，含锂过渡金属氧化物粉体为上述至少两种黑粉或者含锂废料的混合。其中，三元锂电池正极黑粉可以为镍钴锰酸锂(NCM)黑粉、镍钴铝酸锂(NCA)黑粉和铁镍锰酸锂(FNM)黑粉中的至少一种。本专利技术对三元锂电池正极黑粉中过渡金属的比例和型号不做限制，优选可以为NCM111、NCM424、NCN523、NCM622、NCM613或者NCM811。此外，含锂过渡金属氧
化物粉体还可以为其他含过渡金属氧化物的锂废料。
[0028]在一个可行的实现方式中，水溶性铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、柠檬酸铁与聚合硫酸铁中的至少一种。
[0029]S20、将步骤S10得到的混合粉体与无机酸混合均匀，得到混酸粉。
[0030]其中，将混合粉体与无机酸混合均匀的过程中，混合粉体中的含锂过渡金属氧化物粉体可以与无机酸反应，具体的，含锂过渡金属氧化物粉体中的锂等与无机酸中的H
+
发生取代反应，而铁盐不参与反应，但可以降低反应的剧烈程度。
[0031]其中，混合粉体与无机酸可以在混酸器中搅拌均匀。
[0032]在一个可行的实现方式中，混合粉体与无机酸的质量比为1：(0.15～0.4)。当混合粉体与无机酸的质量比在上述范围内时，无机酸刚好能够润湿混合粉体，有利于二者之间的反应。具体的，混合粉体与无机酸的质量比例如可以为1:0.15、1:0.2、1:0.3或者1:0.4。
[0033]在一个可行的实现方式中，无机酸选自硫酸、柠檬酸与硝酸中的至少一种。无机酸优选用和水溶性铁盐同类型的酸，其中，硫酸和硝酸可选择常规规格浓度的硫酸水溶液和硝酸水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将含锂过渡金属氧化物粉体与水溶性铁盐混合均匀，得到混合粉体；将所述混合粉体与无机酸混合均匀，得到混酸粉；将所述混酸粉进行酸化焙烧，得到焙烧产物；以及将所述焙烧产物进行浸出操作，之后进行固液分离并保留浸出液，得到富锂溶液。2.根据权利要求1所述的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，其特征在于，所述含锂过渡金属氧化物粉体与所述水溶性铁盐的质量比为1：(0.01～0.1)。3.根据权利要求1所述的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，其特征在于，所述含锂过渡金属氧化物粉体选自三元锂电池正极黑粉、钴酸锂黑粉、锰酸锂黑粉、镍酸锂黑粉、镍锰酸锂黑粉、稀土金属冶炼含锂废料与电解铝冶炼含锂废料中的至少一种。4.根据权利要求1所述的从含锂过渡金属氧化物粉体中优先提锂的方法，其特征在于，所述水溶性铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁、柠檬酸铁与聚合硫酸铁中的至少一种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘月学，刘孝伟，朱溢慧，代少振，项晨，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：