一种浮选抑制剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于电池回收技术领域，公开了一种浮选抑制剂及其制备方法和应用。该浮选抑制剂，包括邻苯二酚、氧化剂和弱酸性缓冲液，该浮选抑制剂的pH值为4～6.5。本发明专利技术将邻苯二酚、氧化剂溶于弱酸性缓冲溶液中，制得浮选抑制剂，该浮选抑制剂能够选择性抑制正极材料的浮选，从而通过反浮选将正负极材料分离。利用浮选抑制剂进行浮选可获得富钴的正极材料，而且正极材料品位和回收率分别高达90％和83％。该浮选抑制剂的制备方法简单，成本低，对环境友好，在工业电池回收中具有很好的应用前景。在工业电池回收中具有很好的应用前景。在工业电池回收中具有很好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种浮选抑制剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电池回收
，具体涉及一种浮选抑制剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池因为能量密度高、安全且方便使用等优点，被广泛应用于日常生活、军事等领域，且使用量日益递增。锂离子电池一般使用期为2～3年左右，又因为目前电子产品等新产品的不断出现，导致大量锂离子电池正在面临退役。退役后的锂离子电池如果不及时处理将会对环境产生巨大的污染，而且，由于目前矿产资源的紧张，废弃锂离子电池中含有的铜、铝、锂、锰等金属，将它们资源化利用就显得尤为重要。目前对于退役后锂离子电池的处理方法还存在一些问题。废弃锂离子电池正负极材料主要是钴酸锂(LiCoO2)和石墨，石墨属于非极性矿物，具有非常好的疏水性；LiCoO2属于离子晶体，亲水性好。所以从浮选理论上来说，通过浮选来分离正负极电极材料是可行的。但是，又因为正极材料表面粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)的存在，导致正极材料表面疏水，因此正负极材料不易分开，正负极材料的回收率均较低。
[0003]因此，亟需提供一种浮选药剂，能够使正负极电极材料得到良好分离，提高正负极材料的回收率。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种浮选抑制剂，所述浮选抑制剂能够选择性抑制正极材料的浮选，从而通过反浮选使正负极材料得到有效分离，提高正负极材料的回收率。
[0005]本专利技术提供了一种浮选抑制剂。
[0006]具体地，一种浮选抑制剂，包括邻苯二酚、氧化剂和弱酸性缓冲液，所述浮选抑制剂的pH值为4～6.5。
[0007]优选地，所述氧化剂包括可溶性过硫酸盐、可溶性氯酸盐、可溶性高碘酸盐中的至少一种。如过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、氯酸钾、氯酸钠、高碘酸钠、高碘酸钾等。
[0008]进一步优先地，所述氧化剂为可溶性高碘酸盐。以高碘酸盐作为氧化剂进行反应，其催化效果优于过硫酸盐和氯酸盐；更优选地，所述可溶性高碘酸盐为高碘酸钠(SP)。高碘酸钠作为触发剂进行氧化自聚合反应，使邻苯二酚氧化生成携带亲水基团的低聚物，低聚物所携带的一些亲水基团羧基(
‑
COOH)、羟基(
‑
OH)沉积到正极材料颗粒的表面，提高了正极材料表面的亲水性，使粘结有聚偏氟乙烯(PVDF)的正极材料也具有良好亲水性，能够与疏水性负极材料分离。
[0009]优选地，所述高碘酸钠(SP)的浓度为1～8mg/mL；进一步优选地，所述高碘酸钠(SP)的浓度为2～6mg/mL。
[0010]优选地，所述浮选抑制剂的pH值为4.5～6.5；进一步优选地，所述浮选抑制剂的pH值为4.5～6.0；更优选地，所述浮选抑制剂的pH值为4.5～5.5。
[0011]优选地，所述弱酸性缓冲液为醋酸缓冲液。醋酸缓冲液起到控制pH的作用，相较于弱碱性缓冲液，能够显著提高浮选抑制剂的反应效率；且醋酸缓冲液原料便宜，易获取，安全性较高。
[0012]优选地，所述邻苯二酚的浓度为0.5～10mg/mL；进一步优选地，所述邻苯二酚的浓度为1～5mg/mL。
[0013]本专利技术还提供了一种浮选抑制剂的制备方法。
[0014]具体地，一种浮选抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将邻苯二酚、氧化剂和弱酸性缓冲液混合，于避光条件下反应至溶液变为棕褐色，然后静置，制得浮选抑制剂。
[0016]优选地，所述反应的过程为将混合液置于摇床中，于室温(5～40℃)下进行反应。所述摇床的转速为80～200r/min。
[0017]优选地，所述静置的时间为1～4小时；进一步优先地，所述静置的时间为1.5～3小时。如2小时。
[0018]更为具体地，一种浮选抑制剂的制备方法，包括以下步骤：
[0019]将邻苯二酚、氧化剂溶解在弱酸性缓冲液中，得混合液；然后将所述混合液置于摇床中，于室温(5～40℃)、避光条件下反应至溶液变为棕褐色，然后静置1～4，制得浮选抑制剂。
[0020]本专利技术还提供了上述浮选抑制剂的应用。
[0021]具体地，上述浮选抑制剂在分离废弃电池正负极材料中的应用。
[0022]优选地，所述电池为锂离子电池。
[0023]本专利技术还提供了一种分离废弃电池正负极材料的方法。
[0024]具体地，一种分离废弃电池正负极材料的方法，采用上述浮选抑制剂进行分离，包括以下步骤：
[0025]将废弃电池的正负极材料破碎，加入水，搅拌使物料分散；然后加入上述浮选抑制剂反应1～8min，再依次加入捕收剂和起泡剂进行反应，最后经反浮选，使正负极材料分离。
[0026]优选地，所述浮选抑制剂的用量为0.02～0.12mg/L；进一步优选地，所述浮选抑制剂的用量为0.04～0.12mg/L；更优选地，所述浮选抑制剂的用量为0.05～0.10mg/L。如0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.08、0.10mg/L等。
[0027]优选地，所述搅拌的转速为1600～1800r/min。
[0028]优选地，所述捕收剂为十二烷；所述捕收剂的用量为10～200mg/L。
[0029]优选地，所述起泡剂为甲基异丁基甲醇(MIBC)。
[0030]优选地，所述反应的时间为2～5分钟；进一步优选地，所述反应的时间为2～4分钟。
[0031]更为具体地，一种分离废弃电池正负极材料的方法，采用上述浮选抑制剂进行分离，包括以下步骤：
[0032]将废弃电池的正负极材料破碎之后，定量加入浮选槽里面，加入水，开启叶轮，于1600～1800r/min的转速下，搅拌使物料分散；然后加入上述浮选抑制剂反应1～8min，再依次加入捕收剂和起泡剂进行反应3～10min，在所述浮选抑制剂、所述捕收剂和所述起泡剂充分反应后，继续搅拌进行反浮选操作，使正负极材料分离。
[0033]邻苯二酚(CA)对极性和非极性基底均具有非常优秀的粘附能力，在氧化剂(尤其是高碘酸盐)的催化下邻苯二酚(CA)的自聚合会显著加速，且能将亲水基团快速沉积到聚偏氟乙烯(PVDF)上，使得粘结有聚偏氟乙烯的正极材料也具有良好的亲水性，能够与疏水性负极材料得到良好分离。本专利技术利用由邻苯二酚与高碘酸盐组成的浮选抑制剂预处理正极材料表面，并通过浮选回收正负极电池材料中的LiCoO2和石墨，能够有效提高正负极材料的回收率。
[0034]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0035](1)本专利技术将邻苯二酚、氧化剂溶于弱酸性缓冲溶液中，制得浮选抑制剂，所述浮选抑制剂能够选择性抑制正极材料的浮选，从而通过反浮选将正负极材料分离。利用所述浮选抑制剂进行浮选可获得富钴精矿(正极材料)，而且精矿(正极材料)品位和回收率分别高达90％和83％。
[0036](2)本专利技术提供的浮选抑制剂能够大幅度地提高浮选回收率，强化浮选效果，从而有效分离正极和负极材料，最终得到正极材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浮选抑制剂，其特征在于，包括邻苯二酚、氧化剂和弱酸性缓冲液，所述浮选抑制剂的pH值为4～6.5。2.根据权利要求1所述的浮选抑制剂，其特征在于，所述氧化剂包括可溶性过硫酸盐、可溶性氯酸盐、可溶性高碘酸盐中的至少一种。3.根据权利要求2所述的浮选抑制剂，其特征在于，所述可溶性高碘酸盐为高碘酸钠。4.根据权利要求3所述的浮选抑制剂，其特征在于，所述高碘酸钠的浓度为1～8mg/mL。5.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选抑制剂，其特征在于，所述弱酸性缓冲液为醋酸缓冲液。6.根据权利要求5所述的浮选抑制剂，其特征在于，所述浮选抑制剂的pH值为4.5～6.5。7.根据权利要求1～4中任一项所述的浮选抑...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯蕾，郭蔚，王硕，李丹龙，杨涛，刘清侠，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：发明
国别省市：