一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法技术

一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法。属于废旧锂电池回收领域，该方法主要包括以下步骤：以废旧三元锂离子电池为原材料，进行放电、拆解、破碎、分类、微波加热、自然冷却至室温预处理，得到微波预处理后的黑色正负极粉料。将正负极粉料与氨三乙酸和葡萄糖一起共球磨，然后将共球磨后的混合粉体与水一起在微波炉中加热搅拌浸出得到浸出液。本发明专利技术以氨三乙酸

【技术实现步骤摘要】
一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法


[0001]本专利技术属于废旧锂离子电池材料回收及再生
，尤其涉及一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法。

技术介绍

[0002]随着社会的进步和科技的快速发展，锂离子电池的生产和使用量越来越多，伴随而来的是锂离子电池的退役浪潮。废旧锂离子电池中含有大量的有害物质，例如有价金属元素、重金属、粘结剂以及具有强腐蚀性的电解液等。退役动力电池若未经过循环利用而肆意丢弃，不仅将会造成金属资源的浪费，而且会对环境造成严重污染，威胁人的身体健康。因此，从各角度来看，从废旧锂离子电池中回收有价金属是一个非常值得关注且势在必行的问题。
[0003]由废旧锂离子电池的回收工艺流程可知，拆解、破碎、筛选得到的正极材料中依然含有大量的粘结剂、碳等杂质，这些杂质尤其是粘结剂包裹在正极材料表面，会影响之后的浸出效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有工艺的不足，以绿色环保的氨三乙酸和葡萄糖为浸出体系，结合微波选择性加热、绿色环保和节能的特点，提出了微波预处理以及微波强化浸出的新工艺。
[0005]本专利技术提供一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S01、拆解分类：将废旧三元锂电池进行放电、拆解、破碎及分类，获得正负极粉料；
[0007]步骤S02、微波预处理：将步骤S01中得到的正负极粉料在微波炉中进行微波加热，升到一定的温度后保温一段时间，自然冷却至室温；
[0008]步骤S03、机械活化：将步骤S02得到的正负极粉体与有机酸和还原剂一起放入球磨机中进行球磨，球磨后经过筛分，得到筛分后的正负极粉料；
[0009]步骤S04、微波水浸：将步骤S03中得到的筛分后的正负极粉料置入烧杯中，加入一定量的水在微波炉中进行搅拌浸出，得到含有锂镍钴锰有价金属元素的浸出液。
[0010]在一个实施方式中，在步骤S02中，微波预处理的温度为500
‑
900℃，微波预处理保温时间为30
‑
120min。
[0011]在一个实施方式中，在步骤S03中，所述有机酸为氨三乙酸，所述还原剂为葡萄糖。
[0012]在一个实施方式中，在步骤S03中，有机酸与微波预处理后正负极粉料的质量比为(3
‑
5)：1，葡萄糖与微波预处理后正负极粉料的质量比为2：1。
[0013]在一个实施方式中，在步骤S03中，球磨转速为200r/min～600r/min，球磨时间为30min～180min。
[0014]在一个实施方式中，在步骤S04中，筛分后正负极粉料与水的固液比为1/10
‑
1/20，
微波浸出时间为90
‑
180min，微波浸出温度为60
‑
80℃，搅拌速度为200r/min
‑
500r/min。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术以绿色环保的氨三乙酸和葡萄糖为浸出体系，结合微波选择性加热、绿色环保和节能的特点，提出了微波预处理以及微波强化浸出的新工艺。该浸出体系可实现锂、镍、钴、锰的高效浸出，浸出率可达到99％以上。本专利技术所述浸出方法绿色环保无二次污染，浸出过程安全可控，浸出率高。微波应用为废旧锂离子电池回收提供了一种简单、有效的方法，其在湿法浸出工艺中具有良好应用前景。
[0017]碳材料以及过渡金属氧化物均具有优异的吸波性能，本专利技术通过微波加热预处理，可以显著节约能耗。同时微波强化浸出也可以显著提高浸出效果。
附图说明
[0018]图1为本专利技术方法中微波浸出温度对废旧三元锂离子电池正极材料中锂、镍、钴、锰浸出率影响的关系图。
[0019]图2为本专利技术方法中正极粉料与水的固液比对废旧三元锂离子电池正极材料中锂、镍、钴、锰浸出率影响的关系图。
[0020]图3为本专利技术方法中氨三乙酸添加量对废旧三元锂离子电池正极材料中锂、镍、钴、锰浸出率影响的关系图。
[0021]图4为本专利技术方法中葡萄糖添加量对废旧三元锂离子电池正极材料中锂、镍、钴、锰浸出率影响的关系图。
[0022]图5为本专利技术方法中微波浸出时间对废旧三元锂离子电池正极材料中锂、镍、钴、锰浸出率影响的关系图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细描述，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。
[0024]实施例1：废旧三元锂离子电池中锂、镍、钴、锰的浸出
[0025]将废旧三元锂离子电池经放电、破碎、分类、500℃微波加热30min、自然冷却至室温预处理后，分离出正负极粉料。
[0026]实验条件：在球磨罐中加入微波预处理后的正负极粉料，氨三乙酸的添加量与微波预处理后正负极粉料的质量比为3:1，葡萄糖添加量与微波预处理后正负极粉料的质量比为2:1，球磨转速200r/min，球磨时间30min，筛分后正负极粉料与水的固液比为1/10，搅拌速度为200r/min，浸出时间为90min的条件下，通过改变微波浸出温度条件(浸出温度分别设定为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃)，按照实验条件进行浸出反应，得到的浸出液中锂、镍、钴、锰的浸出率结果如图1所示，可知微波浸出温度设定为60℃、70℃、80℃时，锂、镍、钴、锰浸出率可达到99％以上。
[0027]实施例2：废旧三元锂离子电池中锂、镍、钴、锰的浸出
[0028]将废旧三元锂离子电池经放电、破碎、分类、600℃微波加热50min、自然冷却至室温预处理后，分离出正负极粉料。
[0029]实验条件：在球磨罐中加入微波预处理后的正负极粉料，氨三乙酸的添加量与微
波预处理后正负极粉料的质量比为3:1，葡萄糖添加量与微波预处理后正负极粉料的质量比为2:1，球磨转速300r/min，球磨时间60min，浸出温度60℃，搅拌速度为300r/min，浸出时间为90min的条件下，通过改变筛分后正负极粉料与水的固液比条件(固液比分别设定为1/1、1/5、1/10、1/15、1/20)，按照实验条件进行浸出反应，得到的浸出液中锂、镍、钴、锰的浸出率结果如图2所示，可知筛分后正负极粉料与水的固液比设定为1/10、1/15、1/20时，锂、镍、钴、锰浸出率可达到99％以上。
[0030]实施例3：废旧三元锂离子电池中锂、镍、钴、锰的浸出
[0031]将废旧三元锂离子电池经放电、破碎、分类、700℃微波加热70min、自然冷却至室温预处理后，分离出正负极粉料。
[0032]实验条件：在球磨罐中加入微波预处理后的正负极粉料，葡萄糖的添加量与微波预处理后正负极粉料的质量比为2:1，球磨转速300r/min，球磨时间90min，筛分后正负极粉料与水的固液比为1/10，浸出温度60℃，搅拌速度为400r/min，浸出时间为90min的条件下，通过改变氨三乙酸添加量条件(氨三乙酸添加量与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S01、拆解分类：将废旧三元锂电池进行放电、拆解、破碎及分类，获得正负极粉料；步骤S02、微波预处理：将步骤S01中得到的正负极粉料在微波炉中进行微波加热，升到一定的温度后保温一段时间，自然冷却至室温；步骤S03、机械活化：将步骤S02得到的正负极粉料与有机酸和还原剂一起放入球磨机中进行球磨，球磨后经过筛分，得到筛分后的正负极粉料；步骤S04、微波水浸：将步骤S03中得到的筛分后的正负极粉料置入烧杯中，加入一定量的水在微波炉中进行搅拌浸出，得到含有锂镍钴锰有价金属元素的浸出液。2.根据权利要求1所述的一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金属的方法，其特征在于，在步骤S02中，微波预处理的温度为500
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900℃，微波预处理保温时间为30
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120min。3.根据权利要求1所述的一种微波强化浸出废旧锂电池正极材料中有价金...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新昌，李欣，崔彩霞，陈杨文，张亚夫，
申请(专利权)人：河南卓见新能源科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：