【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池回收，具体涉及一种分离材料及其制备方法和在分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子中的应用。
技术介绍
1、锂离子电池通常由正极极片、负极极片、有机电解质、隔膜和金属外壳组成，其中回收价值最高的是电池的极片中所包含的贵重金属，但是正极极片中的铝箔以及负极极片中的铜箔成分是回收过程中难以分离的金属，经常会混杂在电极浸出液中与其它有价金属元素一样以离子形式存在，虽然可以采用直接调整ph值沉淀铝离子，而铜离子的沉淀ph值与镍、钴、锰三种有价金属离子相近，因此会造成不必要的损失，若是先分离负极极片则效率有所下降。
2、鉴于此，有必要提供一种分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子的分离材料，以解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种分离材料及其制备方法和在分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子中的应用。本专利技术所提供的分离材料中的有机羧酸具有一定数量的游离氢离子维持弱酸性的反应环境，同时内含的羧基官能团在弱酸性环境下可以与金属阳离子(铜离子、铝离子)交换以men+形式与羧酸形成二聚体(例如cu-octa、al-octa)。而且两种有机羧酸组成的混合物具有疏水的特性，因此二聚体与浸出液各自分离至有机相和水相之中，达到高效、快速、经济和环保提取杂质金属离子的目的，进一步提升了有价金属的回收纯度。
2、本专利技术所提供的技术方案如下：
3、一种分离材料，为由两种有机羧酸组成的混合
4、上述技术方所提供的混合物可形成低共溶剂，且疏水性好。该低共溶剂具有一定数量的游离氢离子维持弱酸性的反应环境，同时内含的羧基官能团弱酸性环境下可以与金属阳离子(铜离子、铝离子)交换以men+形式与碳数较少的羧酸形成二聚体(例如cu-octa、al-octa)，从而可用于铜铝的分离。
5、具体的，各所述有机羧酸分别独立的选自碳原子数为8～14的饱和一元脂肪酸，所述饱和一元脂肪酸为单链烷基链脂肪酸。
6、基于上述技术方案，两种有机羧酸组成的混合物兼具疏水性，以及与铜铝的良好的络合性，从而将铜铝从水相中分离出来。
7、具体的，两种有机羧酸的碳数相差为1或2或3或4或5或6。
8、具体的，烷基数较大的酸与烷基数较小的酸的摩尔占比为(0.2～0.4):1。
9、本专利技术还提供了上述分离材料的制备方法，包括如下步骤：按照配方的量将两种所述有机羧酸搅拌混合，即得。
10、上述制备过程简单方便，得到疏水性低共溶剂(hess,hydrophobic eutecticsolvents),并且符合疏水性和选择性提取的基本要求。
11、具体的，所述搅拌混合的温度为50～70℃，时间为20～40min。
12、在上述温度和混合时间下，有利于充分混合，使分离材料更加均匀。
13、本专利技术还提供了上述分离材料的应用，用于分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子。
14、具体的，分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子的方法包括如下步骤：
15、1)获取废旧锂离子电池的电极极片粉末，并将电极极片粉末溶于足量酸液中，得到电极浸出液；
16、2)调整电极浸出液的ph值至4.5～5.5；
17、3)向电极浸出液内加入权利要求1至3任一项所述的分离材料，进行分离操作以进行反应，直至达到预设反应时间后静置分层10～15min；
18、4)采用有机滤纸过滤电极浸出液，分别收集得到有机相和溶液相，所述有机相中含有分离得到的铜和铝。
19、基于上述技术方案：
20、步骤1)得到浸出液，其为水相；
21、步骤2)将水相浸出液调整至分离材料最佳分离ph值,在此条件下,可以选择性的络合铜和铝；
22、步骤3)中，经过反应，铜和铝进入到由两种有机羧酸组成的混合物形成的有机相中，该有机相疏水，锂、镍、钴、锰等留在水相中，从而进行了分离。
23、步骤4)中，经过简单的有机滤纸过滤,即可完成两相的分离。
24、总体上，在上述技术方案中，废旧锂离子电池处理后内含的铜铝杂质金属以过渡金属离子形式存在于电极浸出液中，易于提取分离；弱酸性的反应环境保证了铜铝杂质金属离子的最大化分离效率。
25、具体的，所述废旧锂离子电池为磷酸铁锂废旧锂离子电池、镍钴锰酸锂废旧锂离子电池或钴酸锂废旧离子电池中的任意一种或多种。
26、本专利技术的分离材料能够快速的分离磷酸铁锂废旧锂离子电池、镍钴锰酸锂废旧锂离子电池和钴酸锂废旧锂离子电极浸出液中的铜铝杂质金属离子。
27、具体的，步骤3)中，所述分离操作为机械搅拌、机械震荡或超声震荡中的任意一种或多种。
28、具体的，步骤3)中，所述分离操作的温度为20～30℃。
29、具体的，步骤3)中，所述预设反应时间为15～25min。
30、具体的，步骤3)中，所述电极浸出液与所述分离材料的体积之比为(1～5):1。
31、采用上述方式可以进一步增大了有机相与水相的接触面积，铜铝杂质的分离率高；在上述温度、时间和液相之比的条件下，浸出液中铜铝杂质金属离子的分离效果好。
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1.一种分离材料，其特征在于：为由两种有机羧酸组成的混合物，两种有机羧酸的摩尔占比为(0.2～0.4):1。
2.根据权利要求1所述的分离材料，其特征在于：各所述有机羧酸分别独立的选自碳原子数为8～14的饱和一元脂肪酸，所述饱和一元脂肪酸为单链烷基链脂肪酸。
3.根据权利要求2所述的分离材料，其特征在于：
4.一种根据权利要求1至3任一所述的分离材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配方的量将两种所述有机羧酸搅拌混合，即得。
5.根据权利要求4所述的分离材料的制备方法，其特征在于：所述搅拌混合的温度为50～70℃，时间为20～40min。
6.一种根据权利要求1至3任一所述的分离材料的应用，其特征在于：用于分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子。
7.根据权利要求6所述的分离材料的应用，其特征在于，分离废旧锂离子电池电极浸出液中铜铝杂质金属离子的方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的分离材料的应用，其特征在于：所述废旧锂离子电池为磷酸铁锂废旧锂离子电池、镍钴锰酸锂废旧锂离子电
9.根据权利要求7或8所述的分离材料的应用，其特征在于，步骤3)中，满足下列条件中的任意一种或多种：
...【技术特征摘要】
1.一种分离材料，其特征在于：为由两种有机羧酸组成的混合物，两种有机羧酸的摩尔占比为(0.2～0.4):1。
2.根据权利要求1所述的分离材料，其特征在于：各所述有机羧酸分别独立的选自碳原子数为8～14的饱和一元脂肪酸，所述饱和一元脂肪酸为单链烷基链脂肪酸。
3.根据权利要求2所述的分离材料，其特征在于：
4.一种根据权利要求1至3任一所述的分离材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照配方的量将两种所述有机羧酸搅拌混合，即得。
5.根据权利要求4所述的分离材料的制备方法，其特征在于：所述搅拌混合的温度为50～70℃，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王贤保，邱浩榆，韩玉蓉，林俍佑，钱静雯，王建颖，余黎，梅涛，李金华，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：
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