【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开属于锂离子电池回收，具体涉及一种退役锂电池逐级回收的方法。
技术介绍
1、随着新能源行业的快速发展，退役锂电池的全生命循环再生产业蓬勃发展，在现有的锂电池循环再生技术中，先通过物理、化学的方式将退役锂电池充分放电，然后进行直接拆解、煅烧、筛选，分离电池粉、极片(铝箔、铜箔)、隔膜等成分，再通过酸浸、除杂、萃取等系列过程得到较纯净的三元浆料和含锂料液，由于原料中混有大量的铜、铝和铁及其他杂质，导致酸浸出液除杂过程中除杂效率低和贵金属元素锂、镍、钴、锰的损失大，并产生大量低价值的海绵铜，同时产出大量低品位的铁铝渣和石墨渣，增加了生产制造成本。
2、为此，现有技术提出了一些解决方案，例如cn106191466a公开了一种从废旧磷酸铁锂电池中回收锂的方法，包括将废旧磷酸铁锂电池拆解去壳后得到电池卷芯；将电池卷芯煅烧；将电池卷芯粉碎后过筛，得到正负极混料；向正负极混料中加入碱液，除去正负极混料中的残留的铝，过滤得滤泥；将滤泥用强酸浸出锂溶液，过滤除去碳和磷酸铁，得浸出液；调节浸出液ph产生沉淀少量铁，过滤得滤液；将滤液中的铜杂质去除，过滤得滤液；向滤液加入固体碳酸钠，得碳酸锂沉淀。cn113285135a公开了一种废旧磷酸铁锂电池多组分回收利用的方法，包括以下步骤：将放电处理后的废旧磷酸铁锂电池破壳拆解、分离；将电池芯处理得到溶剂回收液；将电池芯粉碎、分选后得到磷酸铁锂粗粉、铜粉和铝粉；磷酸铁锂粗粉加入到酸液中反应，过滤后得到酸浸液和碳渣，将碳渣进行水洗、烘干得到高碳石墨；酸浸液调节ph值，加入还原剂进行除铜，过滤后得到
3、然而，上述解决方案中有价金属元素的损失仍然不小，工艺生产成本较高。
4、因此，如何高效减少回收过程中有价金属元素的损失，降低工艺生产成本，是当前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
2、本公开的目的在于提供一种退役锂电池逐级回收的方法。本公开提供的方法减少了有价金属元素锂、镍、钴、锰的损失和渣量的产出，同时提高了金属锂的回收率，以及浸出液中铜、铝的高价值利用，降低了工艺生产成本，实现了锂电池湿法回收过程中固体废物的资源化和减量化。
3、为达到此公开目的，本公开采用以下技术方案：
4、第一方面，本公开提供一种退役锂电池逐级回收的方法，所述方法包括以下步骤：
5、(1)对退役锂电池进行预处理，得到粉料；
6、(2)将所述粉料和第一有机酸混合，进行浸出反应，得到含锂、铝浸出液和第一浸出渣；
7、(3)将所述第一浸出渣和复合氨源混合，进行浸出反应，得到含铜浸出液和第二浸出渣；
8、(4)对所述第二浸出渣进行酸浸，得到含镍、钴、锰、铁溶液和第三浸出渣；
9、(5)将所述含镍、钴、锰、铁溶液和ph值调节剂混合，进行反应，陈化，得到含镍、钴、锰溶液和沉铁渣。
10、本公开提供的方法减少了有价金属元素锂、镍、钴、锰的损失和渣量的产出，同时提高了金属锂的回收率，以及浸出液中铜、铝的高价值利用，降低了工艺生产成本，实现了锂电池湿法回收过程中固体废物的资源化和减量化。
11、本公开中，将粉料和第一有机酸混合，进行浸出反应，可以优先提取98％以上的锂元素和溶解100％的铝，不仅降低了后续锂金属的损失，而且不会在后续浸出过程中带入铝，可实现铁铝分离，且该过程对镍和钴的浸出率<0.5％、对锰的浸出率<1.5％。
12、本公开中，将第一浸出渣和复合氨源混合，进行浸出反应，实现选择性除铜，铜的浸出率可以达到95.2％，得到的含铜浸出液可以制备得到形状规则的微纳米铜，与现有技术相比，该方法不仅高效分离了锂电池粉料中的铜箔，同时可以制备出更高价值的微纳米铜，提高了锂电池中铜箔的利用价值。
13、本公开中，对第二浸出渣进行酸浸，可以将电池粉中高价态镍、钴、锰等元素还原为低价态金属元素，提高ni、co、mn的浸出率。
14、本公开中，将含镍、钴、锰、铁溶液和ph值调节剂混合，可优先选择性去除浸出液中99.58％的铁元素，在整个选择性除铁过程中，ni、co、mn的总损失率仅为1.1％。与现有技术相比，该方法显著减少了有价金属元素的损失，同时实现了锂电池铝箔、铜箔的高价值资源化利用和废渣(铁铝渣和石墨渣)的减量化，兼具良好的经济效益和环境效益。
15、作为本公开一种可选的技术方案，步骤(1)所述粉料的粒径d50为48-78μm，例如可以是48μm、53μm、58μm、63μm、68μm、73μm或78μm等。
16、在一个实施方式中，所述预处理的步骤包括：
17、对退役锂电池进行放电、破碎、煅烧和筛分。
18、在一个实施方式中，所述放电的具体步骤包括：
19、将退役锂电池浸泡在盐水中，进行放电。
20、作为本公开一种可选的技术方案，步骤(2)所述第一有机酸包括草酸、酒石酸、苹果酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合。
21、需要说明的是，草酸和粉料混合，得到的产物中包括单一的草酸锂和铝络合草酸盐。
22、在一个实施方式中，步骤(2)所述第一有机酸的浓度为0.5-0.6mol/l，例如可以是0.5mol/l、0.52mol/l、0.54mol/l、0.56mol/l、0.58mol/l或0.6mol/l等，可选为0.5-0.55mol/l。
23、在一个实施方式中，步骤(2)所述粉料和第一有机酸的质量体积比为1g:(6-10)ml，例如可以是1g:6ml、1g:7ml、1g:8ml、1g:9ml或1g:10ml等，可选为1g:(7-8)ml。
24、在一个实施方式中，步骤(2)所述浸出反应的温度为50-80℃，例如可以是50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等，可选为55-65℃。
25、在一个实施方式中，步骤(2)所述浸出反应的时间为40-80min，例如可以是40min、50min、60min、70min或80min等，可选为50-70min。
26、在一个实施方式中，步骤(2)所述浸出反应结束后，对得到的滤渣进行水洗、过滤，得到第一浸出渣和滤液，所述滤液和浸出反应得到的反应液混合，得到含锂、铝浸出液。
27、本公开中，对滤渣再次水洗、过滤的目的是将附着在渣表面的金属离子清洗，降低金属离子损失。以下皆与此同理。
28、作为本公开一种可选的技术方案，对步骤(2)所述含锂、铝浸出液进行沉铝处理，具体步骤包括：
29、将含锂、铝浸出液和第二有机酸混合，进行络合反应，陈化，得到含锂浸出液和铝盐本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种退役锂电池逐级回收的方法，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)所述粉料的粒径D50为48-78μm。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预处理的步骤包括：
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，步骤(2)所述第一有机酸包括草酸、酒石酸、苹果酸或乙酸中的任意一种或至少两种的组合；
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其中，步骤(2)所述浸出反应结束后，对得到的滤渣进行水洗、过滤，得到第一浸出渣和滤液，所述滤液和浸出反应得到的反应液混合，得到含锂、铝浸出液。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中，对步骤(2)所述含锂、铝浸出液进行沉铝处理，具体步骤包括：
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其中，步骤(3)所述复合氨源包括氨水和氯化铵溶液；
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其中，步骤(3)所述浸出反应结束后，对得到的滤渣进行水洗、过滤，得到第二浸出渣和滤液，所述滤液和浸出反应后的反应液混合，得到含铜浸出液。
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