一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法技术

本文公开了一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法，属于废旧电池回收利用技术领域

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法


[0001]本公开涉及废旧电池回收利用
，具体而言，涉及一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法
。

技术介绍

[0002]随着近几年新能源汽车行业的高速发展，锂离子电池的产量
、
需求量日渐增长，而废旧锂离子电池含量大量的重金属
、
有机物，若不回收利用则会对环境造成极大的污染，同时也会危害人类的生存
。
废旧锂电池的有效回收
、
绿色回收，不仅可以解决环境问题，而且回收废旧锂电池的有价成分可以创造较大的经济效益
。
[0003]传统的废旧三元锂电池的回收工艺主要分为火法工艺和湿法工艺，火法工艺为废旧锂电池在高温下熔炼，生成金属合金，再从合金中利用湿法工艺或电解工艺得到产品；湿法工艺则是对废旧三元锂电池进行拆解
、
破碎
、
筛分得到黑粉，然后对黑粉进行浸出，除杂
、
萃取
。
[0004]但是，无论是火法工艺还是湿法工艺，废旧三元锂电池中的石墨均较难得到有效回收
。
[0005]鉴于此，特提出本公开
。

技术实现思路

[0006]本公开的目的包括提供一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法，其至少能够有效对废旧三元锂电池中的石墨进行回收，避免资源浪费
。
[0007]本公开可这样实现：
[0008]本公开提供一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法，包括以下步骤：
[0009]将待处理的废旧三元锂电池中的电池黑粉与还原剂进行第一次焙烧，得到第一焙烧产物；对第一焙烧产物进行提锂处理，将提锂处理得到的提锂渣进行磁选分离；将磁选分离出的非磁性物料进行第一酸浸，固液分离，得到第一酸浸渣；将第一酸浸渣进行第二次焙烧，得到除去无定形碳的第二焙烧产物；浮选第二焙烧产物中的石墨
。
[0010]在可选的实施方式中，还原剂包括煤粉
、
碳粉以及有机碳还原剂中的至少一种；
[0011]和
/
或，电池黑粉与还原剂的质量比为
100:2
‑
100:15。
[0012]在可选的实施方式中，第一次焙烧包括以下特征中的至少一种：
[0013]特征一：第一次焙烧是于无氧条件下进行；
[0014]特征二：第一次焙烧的温度为
500℃
‑
800℃
；
[0015]特征三：第一次焙烧的时间为
30min
‑
240min。
[0016]在可选的实施方式中，提锂处理包括：将第一焙烧产物先进行水浸提锂，将水浸提锂所得的固体物再进行酸浸提锂
。
[0017]在可选的实施方式中，水浸提锂过程中，第一焙烧产物与水的质量比为
1:3
‑
1:15
；和
/
或，水浸提锂的时间为
10min
‑
120min。
[0018]在可选的实施方式中，酸浸提锂过程包括以下特征中的至少一种：
[0019]特征一：酸浸提锂所用的酸包括硫酸；
[0020]特征二：酸浸过程所用的酸的浓度为
10g/L
‑
100g/L
，酸浸过程使用的酸和水浸提取得到的固体物的质量比为
2:1
‑
6:1
；
[0021]特征三：酸浸提锂的时间为
10min
‑
100min。
[0022]在可选的实施方式中，磁选分离包括以下特征中的至少一种：
[0023]特征一：磁选分离于磁选柱中进行；
[0024]特征二：磁选分离所用的磁场强度为
2000GS
‑
12000GS
；
[0025]特征三：磁选分离是在水存在的条件下进行，水量为
10L/h
‑
100L/h。
[0026]在可选的实施方式中，第一酸浸包括：将非磁性物料与第一酸以及第一氧化剂进行加压浸出
。
[0027]在可选的实施方式中，第一酸浸过程包括以下特征中的至少一种：
[0028]特征一：第一酸包括硫酸；
[0029]特征二：非磁性物料与第一酸的质量比为
1:2
‑
1:5
，第一酸的浓度为
150g/L
‑
400g/L
；
[0030]特征三：第一氧化剂的用量为非磁性物料中所含的金属的摩尔量的
0.5
倍
‑3倍；
[0031]特征四：第一氧化剂包括双氧水
、
亚硫酸钠和硫代硫酸钠中的至少一种；
[0032]特征五：第一酸浸的压力为
0.4MPa
‑
1.5MPa
；
[0033]特征六：第一酸浸的时间为
20min
‑
120min。
[0034]在可选的实施方式中，第二次焙烧包括以下特征中的至少一种：
[0035]特征一：第二次焙烧是于有氧条件下进行；
[0036]特征二：第二次焙烧的温度为
300℃
‑
550℃
；
[0037]特征三：第二次焙烧的时间为
30min
‑
180min。
[0038]在可选的实施方式中，浮选是于浮选柱中进行
。
[0039]在可选的实施方式中，对浮选出的石墨进行修复，得到电池级石墨
。
[0040]在可选的实施方式中，修复过程包括：用含碳物质对石墨进行包覆，随后进行高温碳化
。
[0041]在可选的实施方式中，含碳物质包括沥青
、
葡萄糖和蔗糖中的至少一种
。
[0042]在可选的实施方式中，含碳物质的用量为石墨的
2wt
％
‑
15wt
％
。
[0043]在可选的实施方式中，高温碳化的温度为
800℃
‑
1500℃
，和
/
或，高温碳化的时间为
30min
‑
240min
；和
/
或，高温碳化是于无氧气氛中进行
。
[0044]在可选的实施方式中，在进行修复之前，还包括对石墨进行纯化
。
[0045]在可选的实施方式中，纯化所用的试剂包括盐酸和硝酸
。
[0046]在可选的实施方式中，将提锂处理得到的提锂液进行沉锂处理，得到含锂产品
。
[0047]在可选的实施方式中，将磁选分离得到的磁性物料进行第二酸浸，固液分离，得到第二酸浸液；将第二酸浸液进行萃取
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种全链条一体化处理废旧三元锂电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理的废旧三元锂电池中的电池黑粉与还原剂进行第一次焙烧，得到第一焙烧产物；对所述第一焙烧产物进行提锂处理，将提锂处理得到的提锂渣进行磁选分离；将磁选分离出的非磁性物料进行第一酸浸，固液分离，得到第一酸浸渣；将所述第一酸浸渣进行第二次焙烧，得到除去无定形碳的第二焙烧产物；浮选所述第二焙烧产物中的石墨
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述还原剂包括煤粉
、
碳粉以及有机碳还原剂中的至少一种；和
/
或，所述电池黑粉与所述还原剂的质量比为
100:2
‑
100:15。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，第一次焙烧包括以下特征中的至少一种：特征一：第一次焙烧是于无氧条件下进行；特征二：第一次焙烧的温度为
500℃
‑
800℃
；特征三：第一次焙烧的时间为
30min
‑
240min。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的方法，其特征在于，提锂处理包括：将所述第一焙烧产物先进行水浸提锂，将水浸提锂所得的固体物再进行酸浸提锂
。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，水浸提锂过程中，所述第一焙烧产物与水的质量比为
1:3
‑
1:15
；和
/
或，水浸提锂的时间为
10min
‑
120min。6.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，酸浸提锂过程包括以下特征中的至少一种：特征一：酸浸提锂所用的酸包括硫酸；特征二：酸浸过程所用的酸的浓度为
10g/L
‑
100g/L
，酸浸过程使用的酸和水浸提取得到的固体物的质量比为
2:1
‑
6:1
；特征三：酸浸提锂的时间为
10min
‑
100min。7.
根据权利要求1‑6任一项所述的方法，其特征在于，磁选分离包括以下特征中的至少一种：特征一：磁选分离于磁选柱中进行；特征二：磁选分离所用的磁场强度为
2000GS
‑
12000GS
；特征三：磁选分离是在水存在的条件下进行，水量为
10L/h
‑
100L/h。8.
根据权利要求1‑7任一项所述的方法，其特征在于，第一酸浸包括：将所述非磁性物料与第一酸以及第一氧化剂进行加压浸出
。9.
根据权利要求8所述的方法，其特征在于，第一酸浸过程包括以下特征中的至少一种：特征一：所述第一酸包括硫酸；特征二：所述非磁性物料与所述第一酸的质量比为
1:2
‑
1:5
，所述第一酸的浓度为
150g/L
‑
400g/L
；特征三：所述第一氧化剂的用量为所述非磁性物料中所含的金属的摩尔量的
0.5
倍
‑3倍；特征四：所述第一氧化剂包括双氧水
、
亚硫酸钠和硫代硫酸钠中的至少一种；特征五：第一酸浸的压力为
0.4MPa
‑
1.5MPa
；
特征六：第一酸浸的时间为
20min
‑
120min。10.
根据权利要求1‑7任一项所述的方法，其特征在于，第二次焙烧包括以下特征中的至少一种：特征一：第二次焙烧是于有氧条件下进行；特征二：第二次焙烧的温度为
300℃
‑
550℃
；特征三：第二次焙烧的时间为
30min
‑
180min。11.
根据权利要求1‑
10
任一项所述的方法，其特征在于，浮选是于浮选柱中进行
。12.
根据权利要求1‑
11
任一项所述的方法，其特征在于，对浮选出的所述石墨进行修复，得到电池级石墨
。13.
根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，李长东，阮丁山，饶金山，孟志远，李海森，
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：