【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源领域，具体涉及一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法。
技术介绍
1、锂离子电池主要由正极、负极、电解质、铜箔等材料组成。常见的正极材料包括：钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、镍钴铝三元等；负极材料多采用石墨，此外还有锂金属、锂合金、硅碳负极等材料。
2、随着新能源市场的推进，废旧电池开始进入回收周期，传统回收方法均为添加药剂的回收方式，药剂用量大，回收锂资源纯度不佳，且产生大量废水，危害环境。
3、目前有人提出一种废旧锂离子电池的锂回收工艺，首先将废旧锂离子电池进行破碎并分选得到正负极活性物质粉，之后将分选得到的正负极活性物质粉以一定的质量比置于温度为600～650℃的焙烧炉中焙烧一定时间，接着将焙烧产物使用草酸溶液浸出，过滤得到镍钴锰渣和草酸锂溶液，最后往草酸锂溶液中加入氢氧化钙进行反应，过滤得到氢氧化锂溶液和草酸钙，将得到的草酸钙加入硫酸中进行酸化处理，过滤得到草酸溶液(cn201910689453.2)。其缺点如下：
4、(1)回收氢氧化锂中仍含有部分酸浸出的金属离子，需进一步提纯；
5、(2)需消耗大量氢氧化钙，且有引入钙离子的风险。
6、因此，继续提供一种新的废旧三元锂电池的锂回收提纯系统及方法。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，克服了上述背景中提到的不足与缺陷，可提纯浓缩，并最终转化为高价值氢氧化锂或碳酸锂产品。废旧电池回收制氢氧化锂系统包括：电池破碎分选
2、本专利技术所采用的具体技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，具体如下：
4、s1、将废旧三元锂电池进行破碎并分选，得到正负极活性物质粉；
5、s2、将所得正负极活性物质粉进行喷酸高温焙烧，得到黑粉；
6、s3、将所得黑粉与水搅拌水浸，过滤后得到粗提锂液；
7、s4、将所得粗提锂液作为n级一多价精馏电渗析系统中物料室的进料，n>1；利用n级一多价精馏电渗析系统截留多价阳离子，在第n级处理精馏室的产水中得到通过精馏并浓缩后的硫酸锂溶液；
8、随后将得到的硫酸锂溶液进行步骤s5或步骤s6的处理；
9、s5、将所得硫酸锂溶液通过锰砂滤池，并采用双极膜电渗析系统转化为氢氧化锂与硫酸产品；
10、s6、向所得硫酸锂溶液中添加碳酸钠后离心沉淀，并通过淋洗烘干操作后得到碳酸锂产品。
11、作为优选，所述步骤s1具体如下：
12、通过铣削机对废旧三元锂电池中的焊点进行铣削，随后对电池护板进行切割和拆除操作，并破碎分选，最后得电池的正负极活性物质粉。
13、作为优选，所述步骤s2通过焙烧炉实现，焙烧温度为600～1000℃，酸为质量分数98％的浓硫酸。
14、作为优选，所述步骤s3中，黑粉与水的质量比为1:(2～6)，搅拌时间为0.5～2h，静置沉淀时间为1h，静置沉淀后的上清液经超滤设备过滤后得粗提锂液。
15、作为优选，所述n级一多价精馏电渗析系统包括顺序间隔排列的正极板、极膜隔网、极膜、第n级隔网、阴离子交换膜、第(n-1)级隔网……阴离子交换膜、第1级隔网、阴离子交换膜、第0级隔网、一多价阳离子分离膜、第1级隔网、一多价阳离子分离膜……第(n-1)级隔网、一多价阳离子分离膜、第n级隔网、极膜、极膜隔网、负极板；基于上述排列顺序，正极板、极膜隔网和极膜构成正极室，极膜、第n级隔网和阴离子交换膜构成第n级阴离子精馏室，阴离子交换膜、第(n-1)级隔网和阴离子交换膜构成第(n-1)级阴离子精馏室……阴离子交换膜、第0级隔网和一多价阳离子分离膜构成物料室，一多价阳离子分离膜、第1级隔网和一多价阳离子分离膜构成第1级阳离子精馏室，一多价阳离子分离膜、第n级隔网和极膜构成第n级阳离子精馏室，极膜、极膜隔网和负极板构成负极室；同级隔网流道一致，不同级流室间彼此独立；第m级阴离子精馏室和第m级阳离子精馏室连通并共同构成第m级处理精馏室，m∈[1,n]。
16、作为优选，所述n级一多价精馏电渗析系统中，正极室与负极室的初始液均为质量分数2％～4％的硫酸锂溶液或氯化锂溶液，第1～n级处理精馏室的初始液均为质量分数1％～2％硫酸锂溶液。
17、作为优选，所述步骤s4中，第1～(n-1)级处理精馏室的产水返回物料室；或者第p级处理精馏室的产水返回第(p-1)级处理精馏室，p∈[2,n]；第1级处理精馏室的产水返回物料室。
18、作为优选，所述双极膜电渗析系统包括顺序间隔排列的正极板、极膜隔网、极膜、隔网、双极膜、隔网、阴离子交换膜、隔网、阳离子交换膜、隔网、双极膜、隔网、阴离子交换膜、隔网、阳离子交换膜、隔网……双极膜、隔网、阳离子交换膜、隔网、极膜、极膜隔网、负极板；基于上述排列顺序，相邻的双极膜、隔网和阴离子交换膜构成酸室，相邻的阴离子交换膜、隔网和阳离子交换膜构成物料室，相邻的阳离子交换膜、隔网和双极膜构成碱室，极膜、隔网和极板构成极水室。
19、作为优选，所述双极膜电渗析系统中，步骤s4所得硫酸锂溶液作为物料室的进料，极水室的初始液为质量分数2％～4％的氢氧化锂溶液或氢氧化钠溶液，酸室和碱室的初始液为纯水。
20、作为优选，所述n级一多价精馏电渗析系统和双极膜电渗析系统的运行温度均为0～35℃。
21、本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
22、(1)相较于传统电池回收技术，无需额外添加大量氢氧化钙。
23、(2)可直接将废旧电池中的锂离子制成所选产品，包括氢氧化锂，碳酸锂。
24、(3)提纯的同时可浓缩锂离子，双极膜电渗析可同时产出氢氧化锂与硫酸，酸可以套用前端工艺，加药沉锂系统的产水也可通过双极膜转化为酸碱回用系统，整个系统可实现资源的最大化利用。
25、(4)各工艺产水均可回套前端工艺，实现锂的做大化回收。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤S1具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤S2通过焙烧炉实现，焙烧温度为600～1000℃，酸为质量分数98％的浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤S3中，黑粉与水的质量比为1:(2～6)，搅拌时间为0.5～2h，静置沉淀时间为1h，静置沉淀后的上清液经超滤设备过滤后得粗提锂液。
5.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述n级一多价精馏电渗析系统包括顺序间隔排列的正极板、极膜隔网、极膜、第n级隔网、阴离子交换膜、第(n-1)级隔网……阴离子交换膜、第1级隔网、阴离子交换膜、第0级隔网、一多价阳离子分离膜、第1级隔网、一多价阳离子分离膜……第(n-1)级隔网、一多价阳离子分离膜、第n级隔网、极膜、极膜隔网、负极板；基于上述排列顺序，正极板、极膜隔网和极膜
6.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述n级一多价精馏电渗析系统中，正极室与负极室的初始液均为质量分数2％～4％的硫酸锂溶液或氯化锂溶液，第1～n级处理精馏室的初始液均为质量分数1％～2％硫酸锂溶液。
7.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤S4中，第1～(n-1)级处理精馏室的产水返回物料室；或者第p级处理精馏室的产水返回第(p-1)级处理精馏室，p∈[2,n]；第1级处理精馏室的产水返回物料室。
8.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述双极膜电渗析系统包括顺序间隔排列的正极板、极膜隔网、极膜、隔网、双极膜、隔网、阴离子交换膜、隔网、阳离子交换膜、隔网、双极膜、隔网、阴离子交换膜、隔网、阳离子交换膜、隔网……双极膜、隔网、阳离子交换膜、隔网、极膜、极膜隔网、负极板；基于上述排列顺序，相邻的双极膜、隔网和阴离子交换膜构成酸室，相邻的阴离子交换膜、隔网和阳离子交换膜构成物料室，相邻的阳离子交换膜、隔网和双极膜构成碱室，极膜、隔网和极板构成极水室。
9.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述双极膜电渗析系统中，步骤S4所得硫酸锂溶液作为物料室的进料，极水室的初始液为质量分数2％～4％的氢氧化锂溶液或氢氧化钠溶液，酸室和碱室的初始液为纯水。
10.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述n级一多价精馏电渗析系统和双极膜电渗析系统的运行温度均为0～35℃。
...【技术特征摘要】
1.一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，具体如下：
2.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤s1具体如下：
3.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤s2通过焙烧炉实现，焙烧温度为600～1000℃，酸为质量分数98％的浓硫酸。
4.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述步骤s3中，黑粉与水的质量比为1:(2～6)，搅拌时间为0.5～2h，静置沉淀时间为1h，静置沉淀后的上清液经超滤设备过滤后得粗提锂液。
5.根据权利要求1所述的一种废旧三元锂电池的锂回收提纯方法，其特征在于，所述n级一多价精馏电渗析系统包括顺序间隔排列的正极板、极膜隔网、极膜、第n级隔网、阴离子交换膜、第(n-1)级隔网……阴离子交换膜、第1级隔网、阴离子交换膜、第0级隔网、一多价阳离子分离膜、第1级隔网、一多价阳离子分离膜……第(n-1)级隔网、一多价阳离子分离膜、第n级隔网、极膜、极膜隔网、负极板；基于上述排列顺序，正极板、极膜隔网和极膜构成正极室，极膜、第n级隔网和阴离子交换膜构成第n级阴离子精馏室，阴离子交换膜、第(n-1)级隔网和阴离子交换膜构成第(n-1)级阴离子精馏室……阴离子交换膜、第0级隔网和一多价阳离子分离膜构成物料室，一多价阳离子分离膜、第1级隔网和一多价阳离子分离膜构成第1级阳离子精馏室，一多价阳离子分离膜、第n级隔网和极膜构成第n级阳离子精馏室，极膜、极膜隔网和负极板构成负极室；同级隔网流道一致，不同级流室间彼此独立；第m级阴离子精馏室和第m级阳离子精馏室连通并...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨本仙，何晟，张嘉琪，戴子敬，杨斌，楼照，楼永通，
申请(专利权)人：杭州蓝然技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。