一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法技术

本发明专利技术涉及资源回收利用技术领域，具体公开了一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法，该方法将废弃锂离子电池电极材料和稀土行业产生的草酸废水混合，进行浸出反应，之后固液分离，得到浸出液和浸出渣；所述浸出液为有价金属元素富集液，处理获得有价金属；所述浸出渣经转型处理得到转型渣，所述转型渣通过酸浸进行有价金属的再回收

【技术实现步骤摘要】
一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法


[0001]本专利技术涉及资源回收利用
，特别是涉及一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法
。

技术介绍

[0002]随着我国新能源汽车销量的快速增长，动力锂离子电池的装机量也出现井喷式增长，
2022
年我国动力锂电池装机量达到
294.6GWh。
考虑到目前新能源汽车动力锂电池的平均使用寿命在5年左右，未来几年内将迎来锂电池的大规模退役潮，因此动力锂电池回收需求迫切
。
此外，废弃锂电池含有的锂
、
钴
、
镍等金属资源在我国较稀缺，且进口依赖度高，极具回收价值
。
对废弃锂电池中有价金属进行回收利用，是解决我国相关资源短缺的重要途径，对我国可持续发展战略的实施具有重要意义
。
[0003]当前，废弃锂电池中有价金属的回收大多是先通过还原
‑
酸浸工艺，将废料中的有价金属富集到浸出液中，再对浸出液进行沉淀
、
萃取
、
反萃
、
结晶等处理，进行除杂
、
分离，最后回收得到金属盐
。
在还原
‑
酸浸的有价金属富集过程中需要使用还原剂，目的是将电池废料中的过渡金属元素如镍
、
钴
、
锰从难以浸出的较高价态还原为容易浸出的较低价态，从而提高金属的浸出率
。
还原浸出体系主要分为两大类，即“无机酸
+
还原剂”体系和“还原性有机酸”体系，其中常用的无机酸主要有硫酸
、
盐酸
、
硝酸，常用的还原剂主要有
H2O2、NaHSO3、
硫代硫酸钠
、
葡萄糖
、
蔗糖等，常用的有机酸主要有抗坏血酸
、
乳酸
、
柠檬酸
、
苹果酸
、
马来酸等
。
现有的还原
‑
酸浸工艺虽然对有价金属的浸出率较高，但浸出过程中添加的还原剂或有机酸等试剂通常价格昂贵，且消耗量大，导致回收成本高，处理的经济性差
。
[0004]因此，有必要开发一种低成本
、
且能对锂离子电池材料中有价金属进行高效回收的方法
。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法，该方法处理成本低，能实现对锂离子电池电极材料中有价金属的高效回收
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法，包括步骤：
[0007]S1
：将废弃锂离子电池电极材料和稀土行业产生的草酸废水混合，进行浸出反应，之后固液分离，得到浸出液和浸出渣；
[0008]S2
：所述浸出液为有价金属元素富集液，处理获得有价金属；所述浸出渣经转型处理得到转型渣，所述转型渣通过酸浸进行有价金属的再回收
。
[0009]作为本专利技术一种实施方式，所述废弃锂离子电池电极材料为镍钴锰酸锂电池
、
钴酸锂电池
、
锰酸锂电池
、
镍钴铝酸锂电池中任一种或几种处理产生
。
[0010]优选地，所述废弃锂离子电池电极材料为镍钴锰酸锂电池或钴酸锂电池处理产生
。
[0011]具体地，所述废弃锂离子电池电极材料可以为将废弃锂离子电池破碎
、
物理分选，得到的电极粉末；也可以为废弃锂离子电池破碎
、
物理分选，之后经焙烧处理所得的电极粉末
。
进一步地，所述废弃锂离子电池电极材料为正极粉末，或者是正极粉末
、
负极粉末
、
电解液的混合物
。
[0012]作为本专利技术一种实施方式，步骤
S1
中所述浸出反应的反应温度为
20
～
100℃
，反应时间为
0.5
～
10h。
[0013]作为本专利技术一种实施方式，步骤
S1
中，所述废弃锂离子电池电极材料和稀土行业产生的草酸废水混合配制成液固比为5～
100mL/g
的反应料浆，进行浸出反应
。
[0014]作为本专利技术一种实施方式，所述稀土行业产生的草酸废水是稀土行业草酸沉淀过程产生的富含盐酸和草酸的废水，其中盐酸浓度为
0.2
～
3.5mol/L
，草酸浓度为
0.02
～
0.5mol/L。
[0015]作为本专利技术一种实施方式，步骤
S2
中所述浸出渣转型处理为对所述浸出渣进行高温焙烧处理得到转型渣，处理的条件为：焙烧温度
250
～
650℃
，焙烧时间
0.5
～
5h。
[0016]作为本专利技术一种实施方式，步骤
S2
中所述浸出渣转型处理为将所述浸出渣与氢氧化钠溶液共混，进行转型反应得到转型渣，同时获得转型液；其中转型反应的条件为：采用的氢氧化钠溶液浓度为
0.1
～
5mol/L
，所述氢氧化钠溶液和所述浸出渣的混合液固比为2～
20mL/g
，转型反应温度为
25
～
90℃
，反应时间1～
6h。
[0017]作为本专利技术一种实施方式，所述转型渣可按现有废弃锂电池回收的酸浸工艺进行酸浸处理，回收其中的有价金属元素，本申请对此不作限定
。
[0018]作为本专利技术一种实施方式，所述转型液经蒸发浓缩，结晶得到草酸钠产品
。
[0019]本专利技术提供的废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法，采用稀土行业产生的草酸废水对废弃锂离子电池电极材料中的有价金属进行浸提
。
草酸沉淀废水是稀土冶炼行业主要废水之一，每生产
1t
的稀土氧化物即产生草酸废水7～
22m3。
石灰中和法是目前处理稀土草酸废水最常见的方法，原理是利用生石灰或熟石灰中和盐酸和草酸，虽然工艺简单
、
处理费用低，但是不仅消耗石灰，还产生了大量的中和渣，且浪费了废水中的盐酸
、
草酸资源
。
[0020]本专利技术将稀土行业的草酸废水用于废弃锂电池中有价金属的浸出，不仅解决了目前废弃锂电池还原
‑
酸浸工艺处理成本高的问题，且能高效回收废弃锂电池中的有价金属，同时还实现了稀土草酸废水的无害化处置及资源化利用
。
[0021]以正极材料钴酸锂
(LiCoO2)
为例，对本专利技术中浸出反应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种废弃锂离子电池材料中有价金属的浸提方法，其特征在于，包括步骤：
S1
：将废弃锂离子电池电极材料和稀土行业产生的草酸废水混合，进行浸出反应，之后固液分离，得到浸出液和浸出渣；
S2
：所述浸出液为有价金属元素富集液，处理获得有价金属；所述浸出渣经转型处理得到转型渣，所述转型渣通过酸浸进行有价金属的再回收
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废弃锂离子电池电极材料为镍钴锰酸锂电池
、
钴酸锂电池
、
锰酸锂电池
、
镍钴铝酸锂电池中任一种或几种处理产生；优选地，所述废弃锂离子电池电极材料为镍钴锰酸锂电池或钴酸锂电池处理产生
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述废弃锂离子电池电极材料为正极粉末，或者正极粉末
、
负极粉末
、
电解液的混合物
。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，步骤
S1
中所述浸出反应的反应温度为
20
～
100℃
，反应时间为
0.5
～
10h。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤
S1
中，所述废弃锂离子电池电极材料和稀土行业产生的草酸废水混合配制成液固比为5～
100mL/g
的反应料浆，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东兴，朱薇，李伟，刘志强，饶帅，马致远，曹洪杨，
申请(专利权)人：广东省科学院资源利用与稀土开发研究所，
类型：发明
国别省市：