【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料回收，特别是涉及一种从三元电池废液中回收锰的方法。
技术介绍
1、锂电池的工业化快速发展极大的推动了合金行业的进行，当前锂离子电池被广泛应用于医疗，汽车，航空等领域。电池废弃后需要对其中的钴锂等高附加价值的重金属元素进行回收再利用。三元动力电池通常指使用镍钴锰酸锂(linixcoymnzo2)三元材料作为电池正极材料的动力电池，与磷酸铁锂、镍酸锂、钴酸锂和锰酸锂电池相比，具有成本低、放电容量大、循环性能好、热稳定性好、结构较稳定等优点。
2、当前，根据锂离子电池失效模式的差异，三元正极材料回收与再生的技术路线主要有两种：一是物理修复再生，对于只是失去活性锂元素的三元正极材料，直接添加锂源通过高温烧结法进行原位逆向补锂修复再生，对于严重容量衰减、表面晶体结构发生改变的正极材料，进行水热处理和短暂的高温烧结再生；二是冶金法回收，目前广泛采用湿法冶金工艺，主要工艺流程包括预处理、浸出和再生等工序。通过酸浸出的三元锂电池除了锰离子以外，还有主要成分镍离子(ni2+)，钴离子(co2+)以及锂离子等，而对锰离子有吸附作用的材料，往往对钴离子和镍离子同样有吸附效果，导致干扰大，吸附效果差，难以分离锰离子，更不用说富集锰离子或者回收锰离子，后续用于再生三元正极材料。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供了一种从三元电池废液中回收锰的方法，能选择性分离锰离子并富集锰离子，实现变废为宝。
2、技术方案如下：
3、一种从三元电池废液中回收锰
4、对三元电池废液进行柱层析处理，收集洗脱液；
5、通过阳离子交换树脂对所述洗脱液进行离子交换处理，富集洗脱液中的锰离子；
6、其中，柱层析处理所采用的色谱柱填充物为交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球。
7、在其中一个实施例中，所述氨基硅烷改性的硅胶微球粒径为0.1mm～0.8mm，孔径为10nm～1000nm。
8、在其中一个实施例中，柱层析后还对所述色谱柱进行洗脱再生处理，所采用的洗脱程序为酸洗，水洗和碱处理，其中酸洗液为镍钴铜离子富集液。
9、在其中一个实施例中，柱温为20～50℃。
10、在其中一个实施例中，酸洗步骤中使用的脱附剂为盐酸、硫酸、硝酸、草酸和柠檬酸中的一种或多种的混合液，酸的质量浓度为1％～15％。
11、在其中一个实施例中，酸洗处理步骤中，洗脱液的流速为0.5bv/h～5bv/h，处理时间为1h～10h。
12、在其中一个实施例中，所述水洗步骤为使用纯水冲洗填充柱，水的流速为0.5bv/h～5bv/h，处理时间为1h～10h。
13、在其中一个实施例中，所述碱处理步骤中使用的碱溶液为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种的混合溶液，碱溶液中碱的质量浓度为1％～15％。
14、在其中一个实施例中，所述碱处理步骤中，洗脱液的流速为0.5bv/h～5bv/h，处理时间为1h～4h。
15、在其中一个实施例中，以质量百分比计，所述氨基硅烷改性二氧化硅微球的表面含有氨基14％～35％。
16、在其中一个实施例中，所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球的制备方法如下：
17、将二氧化硅微球和氨基硅烷偶联剂于第一溶剂中混合，通过接枝反应制备氨基硅烷改性二氧化硅微球；
18、将所述氨基硅烷改性二氧化硅微球和交联剂混合，通过交联反应制备所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球。
19、在其中一个实施例中，在将二氧化硅微球和氨基硅烷偶联剂于第一溶剂中混合的步骤之前，还包括将二氧化硅微球粗品与酸混合，进行除杂反应的步骤。
20、在其中一个实施例中，所述二氧化硅微球粗品和所述酸的质量比为1:(0.1～0.75)。
21、在其中一个实施例中，所述酸包括盐酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。
22、在其中一个实施例中，除杂反应的温度为30℃～60℃，时间为4h～8h。
23、在其中一个实施例中，所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、1-丙基-1-(三乙氧基硅基)甲基脲、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷和n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷中的一种或多种。
24、在其中一个实施例中，所述第一溶剂包括甲醇、乙醇、二氯甲烷、异丙醇和1,2-二氯乙烷中的一种或多种。
25、在其中一个实施例中，所述二氧化硅微球和氨基硅烷偶联剂质量比为1:(0.05～0.3)。
26、在其中一个实施例中，接枝反应的温度为40℃～80℃，时间为8h～16h。
27、在其中一个实施例中，所述氨基硅烷改性二氧化硅微球与交联剂的混合质量比为1:(0.05～0.3)。
28、在其中一个实施例中，所述交联剂包括环氧氯丙烷、硅酸四乙酯和钛酸四丁酯中的一种或多种。
29、在其中一个实施例中，交联反应的温度为40℃～80℃，时间为8h～16h。
30、在其中一个实施例中，在通过交联反应制备所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球的步骤之后，还包括对交联反应的产物进行纯化处理的步骤。
31、在其中一个实施例中，纯化处理包括如下步骤：
32、对交联反应的产物进行醇洗处理和水洗处理。
33、在其中一个实施例中，所述阳离子交换树脂包括磺酸树脂、亚氨基二乙酸树脂、磷酸树脂和氨基磷酸树脂中的一种或多种。
34、在其中一个实施例中，所述阳离子交换树脂的粒径为0.1mm～0.5mm，孔径为10mm～1000nm。
35、在其中一个实施例中，在离子交换处理的步骤之后，还包括对富集有锰离子的阳离子交换树脂进行脱附再生的步骤。
36、在其中一个实施例中，脱附再生所采用的洗脱程序为酸洗，水洗和碱处理，其中，酸洗液为所述离子交换处理后得到的锰离子富集液。
37、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂进行脱附再生步骤中，柱温为20～50℃。
38、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂进行脱附再生步骤中，酸洗使用的脱附剂为盐酸、硫酸、硝酸、草酸和柠檬酸中的一种或多种混合液，酸的质量浓度为1％～15％。
39、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂进行脱附再生步骤中，酸洗洗脱液的流速为0.5bv/h～5bv/h，处理时间为1h～10h。
40、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂进行脱附再生步骤中，水洗为使用纯水冲洗填充柱，水的流速为0.5bv/h～5bv/h，处理时间为1h～10h。
41、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂进行脱附再生步骤中，碱处理使用的碱溶液包括氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钡中的一种或多种的混合溶液，碱溶液中碱的质量浓度为1％～15％。
42、在其中一个实施例中，在阳离子交换树脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，接枝反应满足如下(1)～(4)中的至少一项：
4.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，交联反应满足如下(1)～(3)中的至少一项：
5.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，在将二氧化硅微球和氨基硅烷偶联剂于第一溶剂中混合的步骤之前，还包括将二氧化硅微球粗品与酸混合，进行除杂反应的步骤。
6.根据权利要求5所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，除杂反应满足如下(1)～(3)中的至少一项：
7.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，在通过交联反应制备所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球的步骤之后，还包括对交联反应的产物进行纯化处理的步骤。
8.根据权利要求7所述的从三元电池
9.根据权利要求1至8任一项所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，柱层析后还对所述色谱柱进行洗脱再生处理，满足如下(1)～(7)中的至少一项：
10.根据权利要求1至8任一项所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，满足如下(1)～(3)中的至少一项：
11.根据权利要求1至8任一项所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，在离子交换处理的步骤之后，还包括对富集有锰离子的阳离子交换树脂进行脱附再生的步骤，其步骤至少满足以下(1)～(7)中的至少一项：
...【技术特征摘要】
1.一种从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，所述交联的氨基硅烷改性二氧化硅微球的制备方法如下：
3.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，接枝反应满足如下(1)～(4)中的至少一项：
4.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，交联反应满足如下(1)～(3)中的至少一项：
5.根据权利要求2所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，在将二氧化硅微球和氨基硅烷偶联剂于第一溶剂中混合的步骤之前，还包括将二氧化硅微球粗品与酸混合，进行除杂反应的步骤。
6.根据权利要求5所述的从三元电池废液中回收锰的方法，其特征在于，除杂反应满足如下(1)～(3)中的至少一项：
7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建国，石洪雁，叶志，
申请(专利权)人：江苏海普功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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