一种废旧电池回收的方法技术

本发明专利技术提供了一种废旧电池回收的方法，所述方法包括如下步骤：将废旧电池物料进行氨浸，得到浸出液；向所述浸出液中添加还原剂进行反应，得到金属粉末和富锂液，所述富锂液进行沉锂，完成锂的回收；本发明专利技术采用氨性浸出和还原工艺的结合，一方面不仅能够充分浸出有价金属离子，还能克服酸浸时的缺陷，与后续还原步骤相匹配，促进后续金属粉末的生成，另一方面，通过将金属离子还原成金属粉末的方法实现有价金属的回收，避免了传统回收方法导致回收纯度低的问题，成功实现了电池废料中有价元素向金属单质的直接转变。向金属单质的直接转变。向金属单质的直接转变。

【技术实现步骤摘要】
一种废旧电池回收的方法


[0001]本专利技术属于电池回收
，涉及一种废旧电池回收的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车快速发展，锂离子电池成为了新能源汽车的重要储能手段，被广泛应用，但由于锂离子电池的寿命有限，随着时间的推移必然会导致大量锂离子电池的报废。废旧锂离子电池经破碎、分选等预处理工序后得到废旧电池粉料，废料中含有稀贵金属元素锂、镍和钴等，如若对其合理化回收利用即可缓解矿产资源的消耗，又可产生良好的经济社会效益。
[0003]目前废旧锂离子电池回收技术中，处理废旧锂离子电池电极活性材料的主流方式为：1)酸性还原浸出得到含有Li
+
、Ni
2+
、Co
2+
、Mn
2+
、Al
3+
、Fe
3+
等离子的浸出液，沉淀除铁铝，然后调节pH值分别得到单一金属的沉淀物；2)沉淀除铁铝，然后萃取镍钴锰再酸反萃得到只含镍或钴或锰的盐溶液；如CN 104538695A公开的镍钴锰酸锂电池中回收有价金属并制备镍钴锰酸锂的方法，利用酸浸出法回收镍钴锰酸锂废旧电池中的有价金属，先用无机酸浸出电极活性材料得到浸出液，沉淀除铁铝，然后加碱控制不同的pH值得到单一金属对应的沉淀物，最后进行锂的回收，该方法实现了对废旧三元锂离子电池的回收，但存在产品纯度不高的问题，且酸浸出过程中产生不易降解的无机酸废水造成二次污染。
[0004]又如CN 102162034A公开的一种自废锂电池中回收有价金属的工艺，利用预处理、浸出工艺、化学除杂、萃取分离等工艺步骤，实现了对钴、铜、镍、铝等有价金属的回收，但萃取分离过程中要用到价格昂贵的萃取剂，且操作复杂，该工艺虽接近在工业生产中所使用的回收工艺，但都存在回收成本高的缺点。并且，以上工艺皆是先酸性浸出，后除杂回收镍钴锰等金属最后回收锂，且只是处理单一的废旧锂离子电池。
[0005]基于以上研究，需要提供一种废旧电池回收的方法，所述方法的流程短，工艺简单，工艺重复性好，对原料适用性强，能大大降低对生产设备的要求以及整个回收过程的生产成本，并且有价值元素回收率高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种废旧电池回收的方法，所述方法的处理过程中无需采用萃取剂，有价值元素损失率低或无损失，仅通过简单的化学沉淀即可达到有价金属高效分离回收的目的，可大大降低对生产设备的要求以及整个回收过程的生产成本，并且不会产生二次污染，兼顾环保和经济效益、工艺简单、原料适用性强，适合大规模的工业化生产。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种废旧电池回收的方法，所述方法包括如下步骤：
[0009](1)将废旧电池物料进行氨浸，得到浸出液；
[0010](2)向步骤(1)所述浸出液中添加还原剂进行反应，得到金属粉末和富锂液，所述富锂液进行沉锂，完成锂的回收。
[0011]本专利技术采用氨性浸出和还原工艺的结合，成功实现了高纯金属粉末的回收，其中，本专利技术一方面采用氨浸，不仅能够充分浸出有价金属离子，还能克服酸浸时的缺陷，与后续还原步骤相匹配，促进后续金属粉末的生成，另一方面，本专利技术通过将金属离子还原成金属粉末的方法实现有价金属的回收，避免了通过制备单一金属沉淀化合物导致回收纯度低的问题，成功实现了电池废料中有价元素向金属单质的直接转变。
[0012]优选地，步骤(2)所述金属粉末包括镍粉和/或钴粉。
[0013]本专利技术利用Ni
2+
和Co
2+
在碱性环境下易被还原成金属单质的特性，使氨浸和还原相搭配，实现了镍和钴金属单质的回收。
[0014]优选地，步骤(2)所述还原剂包括LiBH4、NaBH4、N2H4·
H2O或LiAlH4中的任意一种或至少两种的组合，优选为LiBH4。
[0015]本专利技术实现金属单质的转变需要采用强还原剂，从而能够保证有价金属的充分转变，同时，本专利技术优选的的还原剂为LiBH4，由于其不仅能够发挥强还原的作用，同时不会引入难以去除的杂质离子，还能提高富锂液中锂离子的浓度，同时实现强还原剂中锂离子的回收。
[0016]优选地，步骤(2)所述还原剂的添加量为1
‑
100g/L，例如可以是1g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、70g/L、80g/L、90g/L或100g/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为10
‑
100g/L。
[0017]本专利技术所述还原剂的添加量过少或过多会影响金属收率，或会增加成本。
[0018]优选地，步骤(2)所述还原剂的摩尔量为浸出液中Ni
2+
和Co
2+
总摩尔量的1
‑
3倍，例如可以是1倍、2倍或3倍，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]优选地，步骤(2)所述反应的pH为10
‑
12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0020]本专利技术还原制备金属粉末时的pH会影响金属粉末的收率，过低时还会造成金属溶解的问题，因此需要在特定pH下进行。
[0021]优选地，步骤(2)所述反应的温度为50
‑
80℃，例如可以是50℃、60℃、70℃或80℃，时间为10
‑
180min，例如可以是10min、50min、100min、150min或180min，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0022]优选地，步骤(2)所述金属粉末分离提纯后得到钴金属和/或镍金属单质。
[0023]本专利技术步骤(2)所述金属粉末通过熔铸
‑
电解、酸溶
‑
萃取等工艺进一步分离提纯。
[0024]优选地，步骤(2)所述沉锂的方法包括：向富锂液中添加碳酸钠溶液，得到碳酸锂。
[0025]优选地，步骤(1)所述氨浸采用的氨性物质包括NH3·
H2O、(NH4)2SO4或(NH4)2SO3中的任意一种或至少两种的组合，优选为NH3·
H2O、(NH4)2SO4和(NH4)2SO3三者的组合。
[0026]本专利技术氨浸采用氨水
‑
硫酸铵
‑
亚硫酸铵体系进行浸出，相较于采用单独体系或者任意两种体系，该体系pH值更稳定易控，形成协同的缓冲体系能够同时确保溶液体系稳定和维持还原氛围。
[0027]优选地，所述NH3·
H2O的浓度为1
‑
5mol/L，例如可以是1mol/L、2mol/L、3mol/L、4mol/L或5mol/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧电池回收的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将废旧电池物料进行氨浸，得到浸出液；(2)向步骤(1)所述浸出液中添加还原剂进行反应，得到金属粉末和富锂液，所述富锂液进行沉锂，完成锂的回收。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末包括镍粉和/或钴粉；优选地，步骤(2)所述还原剂包括LiBH4、NaBH4、N2H4·
H2O或LiAlH4中的任意一种或至少两种的组合，优选为LiBH4。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述还原剂的添加量为1
‑
100g/L，优选为10
‑
100g/L；优选地，步骤(2)所述还原剂的摩尔量为浸出液中Ni
2+
和Co
2+
总摩尔量的1
‑
3倍。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的pH为10
‑
12；优选地，步骤(2)所述反应的温度为50
‑
80℃，时间为10
‑
180min。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述金属粉末分离提纯后得到钴金属和/或镍金属单质；优选地，步骤(2)所述沉锂的方法包括：向富锂液中添加碳酸钠溶液，得到碳酸锂。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氨浸采用的氨性物质包括NH3·
H2O、(NH4)2SO4或(NH4)2SO3中的任意一种或至少两种的组合，优选为NH3·
H2O、(NH4)2SO4和(NH4)2SO3三者的组合；优选地，所述NH3·
H2O的浓度为1
‑
5mol/L；优选地，所述(NH4)2SO4的浓度为10
‑
100g/L；优选地，所述(NH4)2SO3的浓度为1
‑
50g/L。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许开华，张坤，杨健，李宁，姚冬冬，胡怀宇，
申请(专利权)人：格林美股份有限公司，
类型：发明
国别省市：