[發(fā)明專利]一種自廢鋰電池中回收有價金屬的工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110086375.0
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN102162034A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程潔紅;諸文源;林民武;周全法;陳嫻;李波;朱炳龍;張鎖榮
• 申請（專利權(quán)）人: 常州今創(chuàng)博凡能源新材料有限公司;江蘇技術(shù)師范學(xué)院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/04;C22B3/20;C22B15/00;C22B21/00;C22B23/00;C22B26/00
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 顧進

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢舊電池回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從廢鋰電池中回收有價金屬的工藝。

背景技術(shù)

鋰離子電池應(yīng)用廣泛，產(chǎn)量和消費量逐年攀升，報廢量的不斷增加給環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。但廢舊鋰離子電池中的鈷、銅、鎳等金屬分別占20%、15%和6%左右，極具回收價值。尤其金屬鈷稀少、價格貴，沒有單獨的礦床，大多伴生于銅、鎳礦中，且品位較低。電池中的金屬鈷所占比例遠遠高于鈷礦。從廢鋰離子電池中回收鈷、銅、鎳等金屬即資源利用了稀貴金屬，又降低污染，符合國家倡導(dǎo)的資源循環(huán)型社會的理念。

中國專利數(shù)據(jù)庫中相關(guān)的回收方法很多，例如從含有CO、NI、MN的鋰電池渣中回收有價金屬的方法，用250G/L以上的濃度的鹽酸溶液攪拌浸出,或者用200G/L以上的濃度的硫酸溶液邊加熱到65～80℃邊攪拌浸出,或者以混合有200G/L以上的濃度的硫酸溶液和20G/L以上的過氧化氫溶液的溶液,進行攪拌浸出處理,對于浸出液以酸性萃取劑溶劑萃取MN、CO及NI這3種金屬的98%以上,生成含有各個金屬的溶液,從這些溶液和含有萃取后的LI的殘留液回收MN、CO、NI及LI這樣的有價金屬。但該方法對環(huán)境和勞動條件均有較大影響，而且能耗高，處理成本高。如一種從廢舊鋰離子電池中回收、制備鈷酸鋰的方法，內(nèi)容大致為正極材料在恒溫電阻爐中,高溫除去篩下物中的粘結(jié)劑與導(dǎo)電劑乙炔黑,然后采用氫氧化鈉除鋁后,過濾、洗滌與烘干,得到雜質(zhì)含量低的失活鈷酸鋰;配入適當(dāng)比例的碳酸鋰,于馬弗爐中高溫?zé)Y(jié)合成具有活性的鈷酸鋰電池材料。應(yīng)用該方法雖工藝簡單，但脫鋁脫不完全，實際生產(chǎn)只能作為提鈷的中間原料，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種工藝流程簡單，能耗低，產(chǎn)品回收率高、純度高的自廢鋰電池中回收有價金屬的工藝，以實現(xiàn)對鈷、銅、鎳、鋁等有價金屬的全方面回收。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：1、一種自廢鋰電池中回收有價金屬的工藝，包括如下步驟：

A：將廢舊電池放電后打開電池外殼，對去殼后的電池極芯立即用堿浸的方法進行預(yù)處理；并將預(yù)處理后的極芯粉碎、分選；向分選后的電極材料顆粒加入適量的水，并不斷進行攪拌、漿化；

B：向上述漿料加入堿液進行堿浸出，使鋁充分反應(yīng)進入溶液后過濾，分為黑色粉末和濾液，對濾液進行pH值調(diào)節(jié)至3-6，回收氫氧化鋁；

C：對黑色粉末漂洗后進行酸浸出：向黑色粉末中加入用3-6?mol/L?H₂SO₄加H₂O₂溶液按1～6：1的配比方案形成的酸液，而固液比為1：5～13，浸出時間為1-2.5s。

D：將步驟C所得的物質(zhì)進行過濾分離；分離的濾渣可反復(fù)進行B、C步驟后回收利用；分離的濾液加入除鐵槽中進行除鐵，通入蒸汽加熱至55℃-95℃，依次加入氯酸鈉，加入液堿反應(yīng)后生成三價鐵沉淀；完成后過濾，濾渣洗滌漿化可反復(fù)進行B、C步驟后回收利用；濾液加至除鈣、鎂反應(yīng)槽，加入氟化鈉，通入蒸汽加熱充分反應(yīng)后過濾；

E：將上述過濾的濾液用萃取劑進行銅萃取，利用稀硫酸反萃萃取液，得到硫酸銅溶液，并進入電積工序制得電積銅產(chǎn)品。

F：經(jīng)銅萃取后的萃余液為鈷、鎳的硫酸鹽溶液，將上述萃余液進行鈷萃取，先用NiCO₃粉末調(diào)節(jié)萃余液pH至2～6，后用萃取劑萃取分離Ni²⁺與Co²⁺；反萃液利用稀硫酸反萃得到單一的硫酸鈷溶液，萃余液為硫酸鎳溶液。

作為本發(fā)明的進一步改進：在步驟A中，所述極芯粉碎顆粒細度在50-100目，一方面便于分選分離，提高純度，另一方面可以使電池極芯顆粒反應(yīng)后續(xù)反應(yīng)更加充分，提高轉(zhuǎn)化率。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例：在步驟B中所述的堿液為氫氧化鈉溶液。

為提高酸浸出步驟的效率，促進黑色粉末的充分反應(yīng)，使Cu2+、Co2+、Ni+離子充分轉(zhuǎn)化為硫酸鹽溶液，在步驟C中，利用蒸汽控制酸浸出的溫度在60-70℃。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例：在步驟E中,銅萃取條件為：在室溫下，使用萃取劑濃度為10％，萃取液pH值為1.0，油水相比為1:1，萃取時間為5～15?min。可以使銅充分轉(zhuǎn)化，提高回收率，經(jīng)檢測，銅的回收率可達98％。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例：為提高鈷的回收率，在步驟F中,?鈷萃取條件為：溫度30℃～90℃，萃取劑體積分?jǐn)?shù)10％-40%，皂化率60％，相比1：1，三級逆流萃取。