[發明專利]一種從鋰電池正極材料中分離回收鋰和鈷的方法

有效

• 申請號: 201110065079.2
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN102163760A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 王勤;李云峰;何顯達;魯習金
• 申請（專利權）人: 江西格林美資源循環有限公司;荊門市格林美新材料有限公司;深圳市格林美高新技術股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B26/12;C22B23/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;潘中毅

1.一種從鋰電池正極材料中分離回收鋰和鈷的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)物理拆解和堿浸：將廢舊鋰電池放電，進行物理拆解得到鋁箔上負載有鈷酸鋰的正極材料；堿浸后過濾，分離掉鋁箔得到含鈷酸鋰的黑色固體物料；

(2)焙燒和水洗：將所述含鈷酸鋰的黑色固體物料按重量比為1∶0.8～1.2加入硫酸鹽，混合，在600～800℃下焙燒2～6小時，冷卻后按固液比為1∶3～5加入洗滌液洗滌，在60～80℃下攪拌1～2小時，過濾，得到含有Li⁺的濾液以及含有鈷和少量鋰的濾渣；

(3)還原和酸溶：將所述步驟(2)中的所述濾渣按固液比為1∶6～10加入1.0～3.0mol/L的酸溶液，以及加入雙氧水或亞硫酸鈉，在50～80℃下攪拌反應2～4小時，過濾，得到含有鈷和少量鋰的濾液；

(4)萃取鈷：取有機萃取劑，從所述步驟(3)制得的所述濾液中萃取鈷，得到純凈的Co²⁺溶液。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中所述堿浸為將所述正極材料按固液比為1∶3～6加入底水，調節pH值為13～14，在60～85℃攪拌0.5～2小時。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述硫酸鹽為硫酸鎂或硫酸銨。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述含有Li⁺的濾液可經沉淀除雜和濃縮結晶后回收鋰。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述雙氧水的濃度為30％，加入量按液固比計是步驟(2)中濾渣的1～3倍。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述亞硫酸鈉的加入量按質量比計是步驟(2)中濾渣的1～2倍。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(4)中萃取鈷為：將所述步驟(3)中的所述濾液回調pH值至3.5～4.0后，濾去少量沉淀，得到濾液，另將體積分數為20％的P204萃取劑和體積分數為80％的磺化煤油混合均勻，用6～10mol/L的氫氧化鈉溶液或者氨水皂化，得到皂化有機液，其中，萃取劑溶液與堿液的體積比是10∶1～15∶1，皂化率為50～75％，按照皂化有機液體積與濾液體積比為2～4∶1，4～6級逆流萃取，得到的萃余液回收鋰，得到的負載有機液用2～4mol/L的鹽酸反萃，負載有機液體積與鹽酸體積比為3～6∶1，6～8級逆流反萃，得到60～110g/L的純凈的Co²⁺溶液。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括步驟(5)合成鈷產品：將所述步驟(4)中所述純凈的Co²⁺溶液在攪拌下，按過量系數為1.3～2.0加入濃度為180～230g/L的碳酸氫銨溶液，在溫度為35～55℃下反應1～3小時，終點pH值為6.8～7.2，取上清液烘干、破碎制得碳酸鈷，所述碳酸鈷經氫氣還原制得鈷粉。