【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于正极材料回收，具体涉及一种短流程回收利用废旧三元正极材料的方法。
技术介绍
1、目前市面上针对废旧正极材料进行回收，一般采用湿法回收的方法，通常需要先采用各种酸(一般为无机酸，如硫酸、盐酸或硝酸等)，加入适量的还原剂，将高价态的镍钴锰离子还原成二价离子，得到的溶液中往往含有铜铁锌铝等杂离子，需要进行除杂等后续操作，才能将有价金属进行回收。
2、中国专利cn112158894a公开了利用铁粉作为除铜剂，将铜离子进行还原除去，但是会引入大量的铁离子，后续还需要进行除铁，增加处理成本。同时，上述中国专利进行锂离子和镍钴锰离子分离时采用的是萃取的方法，萃取方法先回收镍钴锰，最后回收锂，但萃取分离时，少部分的锂会进入有机相，导致萃余液中锂含量较低，浓缩后在沉淀碳酸锂之前还需要去除有机物和金属杂质，同时蒸发浓缩时也会析出钠盐带走一部分锂，因此萃取的方法不仅使用了大量的有机试剂而且会造成锂的收率偏低和有价金属损失大的后果。
3、中国专利cn111261967a中利用化学沉淀的方式进行锂离子与镍钴锰进行分离，但过程中引入钠钾等杂离子，需要用大量纯水才能洗涤才能将杂离子与镍钴锰进行分离，不仅使用大量液体才可以将锂离子与钾钠离子进行分离，而且后续需要用酸将镍钴锰沉淀进行溶解才可以得到硫酸镍钴锰溶液。
4、综上，目前针对废旧正极材料进行回收的方法，还存在使用的化学试剂过多，金属回收率偏低，回收过程污染重等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种短流程回收利用废旧三元正极材料的方法，包括以下步骤：
4、将废旧镍钴锰三元正极材料、无机酸溶液和还原剂混合进行浸出还原，得到浸出液；
5、采用ph调节剂调节所述浸出液的ph值，所述ph调节剂为含有镍钴锰的一元、二元或三元化合物中的一种或多种；当所述浸出液的ph值调节至4～5.5时进行除铝铁，得到除铝铁溶液；
6、将所述除铝铁溶液和除铜剂混合进行除铜，得到镍钴锰锂溶液；所述除铜剂为硫化镍、硫化钴和硫化锰的一种或多种；所述镍钴锰锂溶液中：铝离子的质量浓度≤10mg/l，铁离子的质量浓度≤10mg/l，铜离子的质量浓度≤5mg/l；所述镍钴锰锂溶液的ph值为5～6.5；
7、将所述镍钴锰锂溶液采用电化学提锂，所述电化学提锂在电化学提锂装置中进行，所述电化学提锂装置包括外电源，与所述外电源分别连通的磷酸铁锂电极和磷酸铁电极，以及设置在所述磷酸铁锂电极和磷酸铁电极之间的阴离子膜，所述阴离子膜和所述磷酸铁电极之间形成提锂腔室，所述阴离子膜和所述磷酸铁锂电极之间形成富锂腔室；所述电化学提锂的方法包括：将所述镍钴锰锂溶液置于所述提锂腔室中，所述富锂腔室中盛放有锂盐溶液；接通所述外电源进行脱嵌锂，在所述提锂腔室中得到镍钴锰溶液，在所述富锂腔室中得到富锂溶液；
8、将所述富锂溶液和无机强碱混合调节ph值≥11，固液分离后得到纯化富锂溶液；
9、将所述纯化富锂溶液浓缩，得到浓缩锂液；
10、将所述浓缩锂液和饱和碳酸钠溶液混合，得到粗品碳酸锂；
11、将所述粗品碳酸锂水洗，得到碳酸锂成品。
12、优选的，所述废旧镍钴锰三元正极材料中：铝元素的质量含量≤1.5％，钠元素的质量含量≤0.3％。
13、优选的，所述无机酸溶液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的质量含量为15～35％；
14、所述硫酸溶液中硫酸的物质的量与所述废旧镍钴锰三元正极材料中镍元素、钴元素和锰元素的总物质的量之比为1.1:1。
15、优选的，所述还原剂为双氧水，所述双氧水的质量含量为27～28％；
16、所述还原剂与所述废旧镍钴锰三元正极材料的质量比为0.7～1:1。
17、优选的，所述ph调节剂为氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰、氧化镍、氧化钴、废旧锰酸锂粉、废旧钴酸锂粉和废旧镍钴锰三元正极粉中的一种或多种；
18、所述ph调节剂为氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴和碳酸锰中的一种或多种时，所述除铝铁的温度为50～90℃；
19、所述ph调节剂为氧化镍、氧化钴、废旧锰酸锂粉、废旧钴酸锂粉和废旧镍钴锰三元正极粉中的一种或多种时，调节所述浸出液的ph值时还包括：向所述浸出液中添加双氧水，所述双氧水的质量含量为20～50％，所述双氧水的质量占所述ph调节剂质量的百分比为20～50％；所述除铝铁的温度≤50℃。
20、优选的，所述除铜剂的质量与所述除铝铁溶液的体积之比为(5～30)g：1l；
21、所述除铜的温度为60～90℃，时间为1～4h。
22、优选的，进行所述电化学提锂的所述镍钴锰锂溶液中锂离子的质量浓度为5～6g/l；
23、所述脱嵌锂的充电电流的为4.5a，截止电压为0.35v；所述脱嵌锂的时间为8～9h。
24、优选的，所述镍钴锰溶液中锂离子的质量含量≤100mg/l；所述浓缩锂液中锂离子的质量浓度为12～28g/l。
25、优选的，所述锂盐溶液为稀硫酸锂溶液；所述锂盐溶液中锂离子的质量浓度为0.1～0.3g/l。
26、优选的，所述富锂溶液为硫酸锂溶液，所述富锂溶液中锂离子的质量浓度为3～6g/l。
27、本专利技术提供了一种短流程回收利用废旧三元正极材料的方法，包括以下步骤：将废旧镍钴锰三元正极材料、无机酸溶液和还原剂混合进行浸出还原，得到浸出液；采用ph调节剂调节所述浸出液的ph值，所述ph调节剂为含有镍钴锰的一元、二元或三元化合物中的一种或多种；当所述浸出液的ph值调节至4～5.5时进行除铝铁，得到除铝铁溶液；将所述除铝铁溶液和除铜剂混合进行除铜，得到镍钴锰锂溶液；所述除铜剂为硫化镍、硫化钴和硫化锰的一种或多种；所述镍钴锰锂溶液中：铝离子的质量浓度≤10mg/l，铁离子的质量浓度≤10mg/l，铜离子的质量浓度≤5mg/l；所述镍钴锰锂溶液的ph值为5～6.5；将所述镍钴锰锂溶液采用电化学提锂，所述电化学提锂在电化学提锂装置中进行，所述电化学提锂装置包括外电源，与所述外电源分别连通的磷酸铁锂电极和磷酸铁电极，以及设置在所述磷酸铁锂电极和磷酸铁电极之间的阴离子膜，所述阴离子膜和所述磷酸铁电极之间形成提锂腔室，所述阴离子膜和所述磷酸铁锂电极之间形成富锂腔室；所述电化学提锂的方法包括：将所述镍钴锰锂溶液置于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种短流程回收利用废旧三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废旧镍钴锰三元正极材料中：铝元素的质量含量≤1.5％，钠元素的质量含量≤0.3％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机酸溶液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的质量含量为15～35％；
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述还原剂为双氧水，所述双氧水的质量含量为27～28％；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述pH调节剂为氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰、氧化镍、氧化钴、废旧锰酸锂粉、废旧钴酸锂粉和废旧镍钴锰三元正极粉中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除铜剂的质量与所述除铝铁溶液的体积之比为(5～30)g：1L；
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述电化学提锂的所述镍钴锰锂溶液中锂离子的质量浓度为5～6g/L；
8.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述镍钴锰溶液中锂离子的质量含
9.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述锂盐溶液为稀硫酸锂溶液；所述锂盐溶液中锂离子的质量浓度为0.1～0.3g/L。
10.根据权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述富锂溶液为硫酸锂溶液，所述富锂溶液中锂离子的质量浓度为3～6g/L。
...【技术特征摘要】
1.一种短流程回收利用废旧三元正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废旧镍钴锰三元正极材料中：铝元素的质量含量≤1.5％，钠元素的质量含量≤0.3％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机酸溶液为硫酸溶液，所述硫酸溶液的质量含量为15～35％；
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述还原剂为双氧水，所述双氧水的质量含量为27～28％；
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ph调节剂为氢氧化镍、氢氧化钴、氢氧化锰、碳酸镍、碳酸钴、碳酸锰、氧化镍、氧化钴、废旧锰酸锂粉、废旧钴酸锂粉和废旧镍钴锰三元正极粉中的一种或多种；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：石茹冰，任伟阳，朱亚超，苑晓凯，毕瑞，郭梦凡，胡延强，
申请(专利权)人：河北中化锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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