一种三元锂电池浸出液的净化方法技术

本公开属于锂电池技术领域，具体涉及一种三元锂电池浸出液的净化方法。通过酸化海泡石对三元锂电池浸出液进行除铁铝的操作，利用内部通道孔径大、比表面积大的酸化海泡石，对氟的物理吸附能力变强，同时更有利于铁铝渣与酸化海泡石结合，去除一部分的氟以及小部分的磷之后，采用萃取除氟的方式去除浸出液中绝大部分的氟；最后利用铁铝渣与海泡石的共沉淀物进行热处理改性，能够提高海泡石铁、铝金属的含量，赋予海泡石更强的正电性，通过物理吸附、静电相吸以及表面沉淀的方式，对硫酸镍钴锰溶液低浓度的氟进行深度净化。低浓度的氟进行深度净化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种三元锂电池浸出液的净化方法


[0001]本公开属于锂电池
，具体而言，涉及一种三元锂电池浸出液的净化方法。

技术介绍

[0002]废旧电池回收利用一般采用硫酸体系氧化浸出的工艺提取其中的Ni、Co、Mn，在氧化浸出工艺过程中，电解液(LiPF6)和粘结剂(PVDF)中的氟、磷元素会伴随在整个回收过程中，不仅会对生产设备造成腐蚀，而且会带入后续的产品中，造成产品不合格。此外，为降低电池浸出液中的钙镁，引入氟盐除钙镁导致残留氟浓度过高。
[0003]因此，目前的浸出工艺会导致氟离子含量升高，氟等杂质对提升金属液的产品品质造成了极大的困扰，同时也给下游水处理体系带来巨大挑战。
[0004]鉴于此，特提出本公开。

技术实现思路

[0005]本公开的目的包括提供一种三元锂电池浸出液的净化方法，旨在实现浸出液的深度除氟。
[0006]为了实现本公开的上述目的，可采用以下技术方案：
[0007]本公开的提供的方案包括提供一种三元锂电池浸出液的净化方法，包括：
[0008]将三元锂电池浸出液和酸化海泡石混合除铁铝，固液分离后得到萃取前液和铁铝渣与海泡石的共沉淀物；
[0009]将萃取前液先与酸混合，再进行萃取得到萃余液和负载氟的第一有机相；
[0010]将第一有机相进行酸洗，得到酸洗液和第二有机相，将酸洗液与萃余液混合得到低氟浸出液；
[0011]将共沉淀物进行热处理得到铁铝渣改性海泡石，将铁铝渣改性海泡石与低氟浸出液反应。
[0012]在本公开的一些实施方式中，铁铝渣改性海泡石的制备过程包括：将共沉淀物制备形成粉末状的待活化物，将待活化物进行高温活化。
[0013]在本公开的一些实施方式中，高温活化包括：将待活化物烘干后，在700℃
‑
850℃的条件下活化2h
‑
5h。
[0014]在本公开的一些实施方式中，粉末状的待活化物的制备过程包括：将共沉淀物在硫酸盐溶液中浸泡，将分离得到的沉淀物进行干燥，然后形成粒径为70目
‑
90目的粉末。
[0015]在本公开的一些实施方式中，硫酸盐溶液选自硫酸铝溶液和硫酸铁溶液中的至少一种。
[0016]在本公开的一些实施方式中，硫酸盐溶液的浓度为15g/L
‑
25g/L，在硫酸盐溶液中的浸泡时间为1
‑
2h。
[0017]在本公开的一些实施方式中，形成粒径为70
‑
90目的粉末是采用研磨、过筛的方式得到。
[0018]在本公开的一些实施方式中，将铁铝渣改性海泡石与低氟浸出液混合后，在30℃
‑
50℃的条件下反应10min
‑
120min，然后进行固液分离。
[0019]在本公开的一些实施方式中，铁铝渣改性海泡石的投入量为5g/L
‑
50g/L。
[0020]在本公开的一些实施方式中，酸化海泡石的制备过程包括：将海泡石浸泡在酸溶液中，之后固液分离，将得到的固体物料干燥并形成粉末。
[0021]在本公开的一些实施方式中，酸溶液为氢氟酸和柠檬酸形成的混合溶液，浸泡时间为1h
‑
10h。
[0022]在本公开的一些实施方式中，氢氟酸在酸溶液中的浓度为0.1mol/L
‑
0.4mol/L，柠檬酸在酸溶液中的浓度为2mol/L
‑
5mol/L。
[0023]在本公开的一些实施方式中，在酸化海泡石的制备过程中包括：将得到的固体物料在100℃
‑
200℃的条件下干燥，然后研磨、过筛得到粒径为70目
‑
90目的粉末。
[0024]在本公开的一些实施方式中，将三元锂电池浸出液和酸化海泡石混合，调节pH值为4
‑
5，静置3
‑
5h后，固液分离得到萃取前液和共沉淀物。
[0025]在本公开的一些实施方式中，酸化海泡石的加入量为5g/L
‑
50g/L。
[0026]在本公开的一些实施方式中，三元锂电池浸出液中，Ni含量为20g/L
‑
30g/L，Co含量为5g/L
‑
10g/L，Mn含量为5g/L
‑
10g/L，F
‑
含量为2g/L
‑
3g/L，Fe含量为0.2g/L
‑
2g/L，Al含量为0.1g/L
‑
1g/L。
[0027]在本公开的一些实施方式中，将萃取前液先与硫酸混合反应，使溶液中的氟金属络合物转化为HF分子，然后再进行萃取、分离得到萃余液和负载氟的第一有机相；
[0028]其中，萃取的过程所采用的萃取有机相包括萃取剂、协萃剂、改性剂和稀释剂。
[0029]在本公开的一些实施方式中，按体积分数计，萃取有机相包括：萃取剂50％
‑
65％、协萃剂5％
‑
10％、改性剂3％
‑
5％，余量为稀释剂。
[0030]在本公开的一些实施方式中，所述萃取剂为中性膦类萃取剂。
[0031]在本公开的一些实施方式中，所述萃取剂选自TBP、DEHEHP和Cyanex923中的至少一种。
[0032]在本公开的一些实施方式中，所述协萃剂为胺类萃取剂。
[0033]在本公开的一些实施方式中，所述协萃剂选自N235和Alamine336中的至少一种。
[0034]在本公开的一些实施方式中，所述改性剂选自C4
‑
C10醇中的至少一种。
[0035]在本公开的一些实施方式中，所述稀释剂选自磺化煤油和260#溶剂油中的至少一种。
[0036]在本公开的一些实施方式中，采用6
‑
8级逆流萃取，萃取相比O/A为3：1
‑
2.5，混合时间1min
‑
5min，萃余液pH≤1。
[0037]在本公开的一些实施方式中，萃取前液与硫酸混合，控制硫酸的终浓度为10g/L
‑
20g/L，在40℃
‑
50℃的条件下反应0.5
‑
1h。
[0038]在本公开的一些实施方式中，将第一有机相进行酸洗是采用硫酸进行操作，控制硫酸浓度为1g/L
‑
10g/L。
[0039]在本公开的一些实施方式中，将第一有机相进行酸洗的过程中控制酸洗相比O/A为10:1
‑
5，酸洗温度为30℃
‑
50℃，酸洗时间为1min
‑
5min。
[0040]在本公开的一些实施方式中，还包括：将铁铝渣改性海泡石与低氟浸出液反应之
后，利用酸液对铁铝渣改性海泡石进行氟解析，之后将得到的海泡石用于制备酸化海泡石。
[0041]在本公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种三元锂电池浸出液的净化方法，其特征在于，包括：将三元锂电池浸出液和酸化海泡石混合除铁铝，固液分离后得到萃取前液和铁铝渣与海泡石的共沉淀物；将所述萃取前液先与酸混合，再进行萃取得到萃余液和负载氟的第一有机相；将所述第一有机相进行酸洗，得到酸洗液和第二有机相，将所述酸洗液与所述萃余液混合得到低氟浸出液；将所述共沉淀物进行热处理得到铁铝渣改性海泡石，将所述铁铝渣改性海泡石与所述低氟浸出液反应。2.根据权利要求1所述的净化方法，其特征在于，所述铁铝渣改性海泡石的制备过程包括：将所述共沉淀物制备形成粉末状的待活化物，将所述待活化物进行高温活化。3.根据权利要求2所述的净化方法，其特征在于，所述高温活化包括：将所述待活化物烘干后，在700℃
‑
850℃的条件下活化2h
‑
5h。4.根据权利要求2或3所述的净化方法，其特征在于，粉末状的所述待活化物的制备过程包括：将所述共沉淀物在硫酸盐溶液中浸泡，将分离得到的沉淀物进行干燥，然后形成粒径为70目
‑
90目的粉末。5.根据权利要求4所述的净化方法，其特征在于，所述硫酸盐溶液选自硫酸铝溶液和硫酸铁溶液中的至少一种。6.根据权利要求4或5所述的净化方法，其特征在于，所述硫酸盐溶液的浓度为15g/L
‑
25g/L，在所述硫酸盐溶液中的浸泡时间为1
‑
2h。7.根据权利要求4
‑
6中任一项所述的净化方法，其特征在于，形成粒径为70
‑
90目的粉末是采用研磨、过筛的方式得到。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的净化方法，其特征在于，将所述铁铝渣改性海泡石与所述低氟浸出液混合后，在30℃
‑
50℃的条件下反应10min
‑
120min，然后进行固液分离。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的净化方法，其特征在于，所述铁铝渣改性海泡石的投入量为5g/L
‑
50g/L。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的净化方法，其特征在于，所述酸化海泡石的制备过程包括：将海泡石浸泡在酸溶液中，之后固液分离，将得到的固体物料干燥并形成粉末。11.根据权利要求10所述的净化方法，其特征在于，所述酸溶液为氢氟酸和柠檬酸形成的混合溶液，浸泡时间为1h
‑
10h。12.根据权利要求11所述的净化方法，其特征在于，所述氢氟酸在所述酸溶液中的浓度为0.1mol/L
‑
0.4mol/L，所述柠檬酸在所述酸溶液中的浓度为2mol/L
‑
5mol/L。13.根据权利要求10
‑
12中任一项所述的净化方法，其特征在于，在所述酸化海泡石的制备过程中包括：将得到的固体物料在100℃
‑
200℃的条件下干燥，然后研磨、过筛得到粒径为70目
‑
90目的粉末。14.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的净化方法，其特征在于，将所述三元锂电池浸出液和酸化海泡石混合，调节pH值为4
‑
5，静置3
‑
5h后，固液分离得到所述萃取前液和所述共沉淀物。15.根据权利要求1
‑
14中任一项所述的净化方法，其特征在于，所述酸化海泡石的加入量为5g/L
‑
50g/L。
16.根据权利要求1
‑
15中任一项所述的净化方法，其特征在于，所述三元锂电池浸出液中，Ni含量为20g/L
‑
30g/L，Co含量为5g/L
‑
10g/L，Mn含量为5g/L
‑
10g/L，F
‑
含量为2g/L
‑
3g/L，Fe含量为0.2g/L
‑
2g/L，Al含量为0.1g/L
‑
1g/L。17.根据权利要求1
‑
16中任一项所述的净化方法，其特征在于，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾毅，刘勇奇，张荣荣，巩勤学，罗前，李长东，
申请(专利权)人：湖南邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：