[發明專利]一種從廢棄鋰離子電池中資源化綜合回收有價金屬的方法

有效

• 申請號: 201310001960.5
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103045870A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 張永祥;萬艷鵬;劉宏偉
• 申請（專利權）人: 深圳市泰力廢舊電池回收技術有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 孫菊梅

【技術領域】

本發明涉及資源回收利用領域，特別涉及從廢棄電池中綜合利用有價金屬的方法。

【背景技術】

鋰離子電池是一種綜合性能較好的可充電化學電池，具有工作電壓高、比能量高、循環壽命長、自放電小等優點，被廣泛應用于移動通訊、筆記本電池、便攜式工具、電動汽車等領域。目前市場上的鋰離子二次電池使用的正極材料主要是鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰以及其他含有鋰的二元/三元材料，這些正極材料均含有寶貴的金屬鋰資源。由于鋰離子電池使用的正極材料用量很大，對于不可再生的金屬資源的消耗非常大，因此在鋰離子電池使用量與日俱增的同時，回收廢舊鋰離子電池中價值高、含量較大的金屬，對實現節能減排、可持續發展，具有十分重要的意義。

雖然鋰離子二次電池的商業化技術幾十年來日益成熟，但相應的廢舊鋰離子二次電池回收技術的研究和開發則顯得比較滯后，特別是對廢棄鋰離子電池中的各種物質如有價金屬、隔膜、石墨等材料綜合回收利用的方法研究較少，回收率較低，純度也不高，且大多處于實驗室研究階段，技術方面還有待優化和完善。

【發明內容】

為解決上述技術問題，本發明公開了一種工藝簡單、回收效率高、純度高的從一種從廢棄鋰離子電池中資源化綜合回收有價金屬的方法。

本發明公開的一種從廢棄鋰離子電池中資源化綜合利用有價金屬的方法，包括如下步驟：

（1）將廢棄鋰離子電池放電、風干后對塑料外殼進行碾壓破碎；

（2）對破碎后的電池進行重力分選，得到含有金屬外殼的電芯；

（3）對電芯進行磁選，將鋼殼電芯和鋁殼電芯分離；

（4）對鋼殼電芯在惰性氣體環境中進行二次破碎，將破碎后的鋼殼電芯進行磁選，使鋼殼碎片和含有正負極片、集流體、隔膜的電芯碎片分離，對鋁殼電芯進行破碎，將含有正負極片、集流體、隔膜的電芯碎片和鋁殼電芯碎片混合再次進行粉碎得到電芯碎末；

（5）對電芯碎末利用振動篩進行篩分，篩上物含有銅、鋁、塑料、隔膜，篩下物含有正負極材料、集流體材料；

（6）對篩上物進行重選回收隔膜材料，再進行渦流分選，回收銅及鋁；

（7）對篩下物進行稀硫酸擦洗、超聲波清洗后，再通過振動篩篩分，篩上物為鋁，篩下物含有正負極材料、集流體材料；

（8）對步驟（7）的篩下物用硫酸和過氧化氫浸出，對浸出物進行壓濾，回收石墨原料；

（9）對濾液用離子篩將鋰進行選擇性吸附，將鋰和鎳鈷錳分離。

優選地，所述步驟（4）的鋼殼電芯破碎至10-20mm，鋼殼電芯和鋁殼電芯破碎后用雙飛粉堿液以及磷酸鈉混合液吸收電池中的電解液。

優選地，所述步驟（5）中振動篩的篩孔為10-15mm。

優選地，所述步驟（7）的振動篩的篩孔為8-10mm。

優選地，所述步驟（8）硫酸濃度為2-4mol/l,過氧化氫濃度為30%。

優選地，所述步驟（9）中的離子篩為λ-MnO2離子篩，將含有鎳鈷錳溶液烘干得到鎳鈷錳中間體材料。

本發明可以高效對廢棄鋰離子電池中的有價金屬、隔膜、石墨等材料綜合回收利用，且綜合回收利用方法簡單、高效、純度高，而且沒有污染。

【附圖說明】

圖1是本發明工藝流程圖。

【具體實施方式】

將廢棄鋰離子電池放電、風干后對塑料外殼進行碾壓破碎,對破碎后的電池進行重力分選，得到含有金屬外殼的電芯,對電芯進行磁選，將鋼殼電芯和鋁殼電芯分離,對鋼殼電芯在惰性氣體環境中進行二次破碎至10-20mm，將破碎后的鋼殼電芯進行磁選，使鋼殼碎片和含有正負極片、集流體、隔膜的電芯碎片分離，對鋁殼電芯進行破碎，將含有正負極片、集流體、隔膜的電芯碎片和鋁殼電芯碎片混合再次進行粉碎得到電芯碎末,對電芯碎末利用振動篩進行篩分，振動篩的篩孔為10-15mm，篩上物含有銅、鋁、塑料、隔膜，篩下物含有正負極材料、集流體材料,對篩上物進行重選回收隔膜材料，再進行渦流分選，回收銅及鋁,對篩下物進行稀硫酸擦洗、超聲波清洗后，再通過振動篩篩分，振動篩的篩孔為8-10mm，篩上物為鋁，篩下物含有正負極材料、集流體材料；對篩下物用2-4mol/l的硫酸和30%過氧化氫濃度浸出，對浸出物進行壓濾，回收石墨原料,對濾液用λ-MnO2離子篩將鋰進行選擇性吸附，將鋰和鎳鈷錳分離優選地，將含有鎳鈷錳溶液烘干得到鎳鈷錳中間體材料。

本發明可以高效對廢棄鋰離子電池中的有價金屬、隔膜、石墨等材料綜合回收利用，且綜合回收利用方法簡單、高效、純度高，而且沒有污染，適用于工業化推廣使用。

綜上所述，盡管本發明通過具體實施方式對本發明進行了詳細描述，但本領域一般技術人員應該明白的是，上述實施例僅僅是對本發明的優選實施例的描述，而非對本發明保護范圍的限制，本領域一般技術人員在本發明所揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化，均在本發明的保護范圍之內。