废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺制造技术

本发明专利技术公开了废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺

【技术实现步骤摘要】
废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺


[0001]本专利技术属于资源回收利用
，具体涉及废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺
。

技术介绍

[0002]近年来，新能源产业获得飞速发展，各类锂离子电池广泛地应用于各行各业
。
然而，锂离子电池寿命有限，当前大量锂离子电池面临报废，直接废弃不仅会造成环境污染，而且会导致有价金属资源浪费
。
[0003]废旧锂离子电池的回收工艺主要包括火法工艺和湿法工艺，湿法工艺由于回收效率高以及能耗低的特点，逐渐成为回收废旧锂离子电池的主流工艺
。
湿法工艺通常可以分为酸性浸出和碱性浸出
。
酸性浸出过程效率高，但极易引入各种杂质；同时，在后续去除铝
、
铁
、
铜的除杂过程中，容易造成有价金属损耗
。
碱性浸出工艺具备金属选择性浸出效果好
、
能有效规避部分杂质的引入等优点
。CN114229875A
公开了废旧钠离子电池综合回收方法，将电池黑粉与预浸出剂混合研磨，再加入还原剂和氨液进行浸出，固液分离得到浸出液和固体，固体用甲酸溶解，固液分离得到碳渣和滤液，先后两次向滤液中加碱调节
pH
，分别分离得到氢氧化铝和氢氧化锰；向浸出液中加入氧化剂
、
螯合剂和碱，进行蒸氨，固液分离得到含钴不溶物和含镍螯合物溶液
。
该方案流程冗长，较为复杂
。CN115161483A
公开了全回收废旧锂离子电池并实现金属分离的方法，将废旧锂离子电池芯粉碎，将所得黑色粉末加入空气焙烧，所得焙烧渣加入氨性溶液浸出，收集滤液和滤渣；对滤液加热蒸发，收集蒸发的气体，返回氨浸工序
。
该方法需要进行加热蒸氨处理，能耗高
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种浸出效率高
、
能耗低
、
浸出效果好的废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出以下具体的技术方案
。
[0006]一种废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺，包括以下步骤：将氢氧化钾和
/
或氢氧化钠
、
磷酸氢二钾
、
氨三乙酸盐溶解在水中，制备得到碱性浸出液；将废旧锂离子电池正极材料粉
、
亚铁盐加入到碱性浸出液中，进行浸出反应；反应结束后，固液分离，得到浸出液和浸出渣
。
[0007]在进一步的优选方案中，所述碱性浸出液中氢氧化钾和
/
或氢氧化钠的浓度为
0.1~0.5mol/L
；磷酸氢二钾的浓度为
0.01~0.1mol/L
；氨三乙酸盐的浓度为
0.015~0.15mol/L。
[0008]在进一步的优选方案中，所述氨三乙酸盐为氨三乙酸三钠
、
氨三乙酸二钠中的至少一种
。
[0009]在进一步的优选方案中，所述亚铁盐为氯化亚铁
、
硝酸亚铁中的至少一种
。
[0010]在进一步的优选方案中，所述亚铁盐的加入量与废旧锂离子电池正极材料粉的用
量的质量比为
1.5:1~7:1。
[0011]在进一步的优选方案中，每
1L
碱性浸出液中加入
10~40 g
废旧锂离子电池正极材料粉和亚铁盐
。
[0012]在进一步的优选方案中，所述浸出反应的温度为
50~90℃。
[0013]在进一步的优选方案中，所述浸出反应时搅拌，所述搅拌速度为
200~500r/min。
[0014]在进一步的优选方案中，所述废旧锂离子电池正极材料粉包括但不限于三元锂离子电池正极材料粉
、
钴酸锂电池正极材料粉
。
[0015]本专利技术采用碱性浸出底液
、
加入亚铁盐作为还原剂的碱性浸出回收工艺，氢氧化钾和
/
或氢氧化钠和磷酸氢二钾能够提供一个较为稳定的碱性浸出环境；废旧电池正极材料中的有价金属
Ni、Co、Mn
等，当它们处于高价态时，不容易被浸出到溶液中
。
用亚铁盐将它们还原成低价态时，能够显著提升浸出率
。
同时，氨三乙酸根能有效络合低价态的
Ni、Co、Mn
，加速镍钴锰进入浸出液；亚铁盐的还原性较好，同时在碱性浸出底液中，亚铁盐会转变成浸出渣（
Fe
2+
→
Fe(OH)2→
Fe(OH)3→
Fe3O4），不会进入溶液中
。
在实际工业现场，亚铁盐的加入量相对理论用量稍微过量即可
。
[0016]本专利技术具有以下明显的有益技术效果：本专利技术属于碱性浸出体系，对设备相对友好
。
[0017]采用本专利技术的碱性浸出体系浸出废旧锂离子电池正极材料，有价金属锂
、
镍
、
钴
、
锰等与其他金属的分离效果较好，缩短了有价金属的回收流程，节约了成本
。
[0018]本专利技术的浸出体系所用的浸出温度相对较低，比较节能；碱性物质（氢氧化钾和
/
或氢氧化钠和磷酸氢二钾）的用量相对较少，能够节省物料和成本
。
附图说明
[0019]图1为实施例1得到的浸出渣的
SEM
图
。
[0020]图2为实施例1得到的浸出渣的
XRD
图
。
具体实施方式
[0021]为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面
、
细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例
。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同
。
本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围
。
[0023]除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料
、
试剂
、
仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到
。
[0024]实施例1（1）将
1.7418 g
磷酸氢二钾
、2.2442 g
氢氧化钾和
5.1419 g
氨三乙酸三钠投入
200 ml
蒸馏水中，配制得到
200 mL
混合溶液；（2）将上述混合溶液加热至
90℃
，全程机械搅拌且转速控制为
300 r/min
；（3）加入
2 g
废旧三元正极材料，再加入
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺，其特征在于，包括以下步骤：将氢氧化钾和
/
或氢氧化钠
、
磷酸氢二钾和氨三乙酸盐溶解在水中，制备得到碱性浸出液；将废旧锂离子电池正极材料粉
、
亚铁盐加入到碱性浸出液中，进行浸出反应；反应结束后，固液分离，得到浸出液和浸出渣
。2.
如权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺，其特征在于，所述碱性浸出液中氢氧化钾和
/
或氢氧化钠的浓度为
0.1~0.5mol/L
；磷酸氢二钾的浓度为
0.01~0.1mol/L
；氨三乙酸盐的浓度为
0.015~0.15mol/L。3.
如权利要求1或2所述的废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺，其特征在于，所述氨三乙酸盐为氨三乙酸三钠
、
氨三乙酸二钠中的至少一种
。4.
如权利要求1所述的废旧锂离子电池正极材料的碱性浸出工艺，其特征在于，所述亚铁盐为氯化亚铁
、
硝酸亚铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪松，徐宝和，张宝，程磊，丁瑶，邓梦轩，
申请(专利权)人：帕瓦长沙新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：