[發明專利]一種用介孔分子篩分離回收廢舊鋰離子電池中鋰的方法

有效

• 申請號: 201410220186.1
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103981368A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 黃華宇;董長勛;趙道遠;楊紅;張國晉;劉宇翔;薛玉姣;白萬喬;梁蓓;劉志華;宋艷艷;杜利勞;張振文
• 申請（專利權）人: 陜西省環境科學研究院
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B26/12;H01M10/54;B01J20/18;B01J20/34
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

技術領域

本發明涉及從廢舊鋰電池中回收鋰的方法，特別涉及用介孔分子篩分離回收廢舊鋰離子電池中鋰的方法。

背景技術

目前，鋰電池由于其良好的性能已得到廣泛使用。但是，鋰電池的廣泛使用帶來如下問題：一是使用完后的鋰電池會帶來污染；二是鋰電池中的鋰在地球上含量較少，屬稀缺金屬。鋰在地殼中約含0.0065％，其豐度居27位。因此，回收廢棄鋰電池中的鋰就顯得非常必要。

在本發明之前，公開號為CN101818251B，發明名稱為從廢鋰離子電池中回收鈷和鋰的方法的專利文件公開了一種從廢鋰離子電池中回收鈷和鋰的方法，首先將廢鋰離子電池進行放電、拆解，廢正極片堿浸和過濾處理得到LiCoO₂粉末，LiCoO₂粉末與堿金屬鈉和鉀的鹽按質量比為1:3～9的比例充分混合后與500～750℃溫度下焙燒0.2～3小時，焙燒產物在40～70℃的溫度下用水進行5～30分鐘浸出，浸出液經沉鈷和沉鋰操作獲得草酸鈷和碳酸鋰，浸出廢液用硫酸調整成分并進行結晶處理獲得鈉和鉀的硫酸氫鹽，鈉和鉀的硫酸氫鹽能在焙燒的過程被再利用。公開號為CN103154282A，發明名稱為從鋰離子電池廢物中對鋰的有效回收提供了一種回收鋰離子的方法，其可以包括：提供組合物，其含有待從中萃取的鋰離子；向該鋰離子引入一種或多種環硅氧烷，以形成一種或多種環硅氧烷-Li離子配合物；通過一種或多個液-液萃取步驟萃取一種或多種環硅氧烷-Li離子配合物；將含有環硅氧烷-Li離子配合物的有機相與水相分離；從所述有機相中去除水；過濾所述有機相以獲得濾液；和從所述濾液獲得一種或多種Li離子。但現有方法或成本太高，經濟性差，回收后得到的鋰的價值遠不及處理回收所花去的費用，或回收鋰的方法本身存在難度，無法在實際中普及應用。由于鋰電池中的鋰得不到有效的回收，目前由于廢舊鋰電池中的鋰導致的環境污染越來越嚴重，同時自然界中的鋰越來越少，價格越來越高。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種用介孔分子篩分離回收廢舊鋰離子電池中鋰的方法。

本發明的技術方案具體如下：

一種用介孔分子篩分離回收廢舊鋰離子電池中鋰的方法，包括以下步驟：

(1)對介孔分子篩SBA-15進行改性，使分子篩中帶有-SH，得改性后的介孔分子篩SBA-15；

(2)將電池芯浸泡在過量酸中，使其充分溶解；用pH調節劑調整體系的pH值大于10后，過濾除去雜質及沉淀物，得到待處理料液；

(3)用改性后的介孔分子篩SBA-15吸附待處理料液中的重金屬離子，得含Li⁺的溶液；

(4)向含Li⁺的溶液中加入沉淀劑得沉淀，經分離、干燥，得到含Li⁺的固體。

本發明所述的方法，步驟(3)用改性后的介孔分子篩SBA-15對待處理料液進行吸附處理，得含Li⁺的溶液。

其中，步驟(3)吸附的方法為，所述步驟(3)吸附的方法為，在交換柱中裝入改性后的介孔分子篩SBA-15，將待處理料液以一定速度流過交換柱，收集流出液，流出液為含Li⁺的溶液。在操作中，對流出液進行檢測，當流出液中含有Co²⁺時，改性后的介孔分子篩吸附達到飽和，停止交換吸附。對流出液中Co²⁺的檢測可以采用現有技術中的任一方法，如可以采用中華人民共和國有色金屬行業標準YS/T349.1-200X規定的方法來測定，也可以采用亞硝基紅鹽分光光度法或火焰原子吸收光譜法來測定。

為了保證吸附處理的連貫性，步驟(3)優選的技術方案為在交換柱中裝入過量改性后的介孔分子篩SBA-15，將待處理料液以一定速度流過交換柱，收集流出液，流出液為含Li⁺的溶液。所述在交換柱中裝入過量改性后的介孔分子篩是指介孔分子篩對待處理料液是過量的，能完全吸附待處理料液中的重金屬離子。

具體而言，所述速度為1～4ml/min。

上述用改性后的介孔分子篩SBA-15分離回收廢舊鋰離子電池中鋰的方法實際涉及在交換柱中進行的吸附—洗脫過程。在交換柱中，以改性后的介孔分子篩SBA-15為吸附劑，以料液為吸附溶液，控制流速，使料液中除Li⁺以外以Co²⁺為主的重金屬離子完全被介孔分子篩吸附，從流出液中回收鋰。