[發明專利]一種從廢舊鋰離子電池中綜合回收有價金屬的方法

有效

• 申請號: 201710191599.5
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107017443B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 王成彥;張家靚;胡軍濤;陳永強
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種從廢舊鋰離子電池中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于回收步驟如下：

步驟（1）：廢舊鋰離子電池打孔后置入堿土金屬氧化物漿液中進行放電處理，同時將電池電解液中大部分的磷酸根與氟離子轉變為不溶固體，而鋰轉變為可溶的LiOH；之后放電完畢的電池撈出進行破碎，破碎機上方設置吸風罩，收集揮發的電解液廢氣，并用CaO漿液吸收處理，使F、P沉淀脫除，鋰則以碳酸氫鋰形態留在溶液中，經過濾后，濾液與后續的碳酸化水浸液合并，濾渣則堆存；

步驟（2）：破碎后的物料首先在300~400℃條件下進行預焙燒，使電池中的有機粘結劑、薄膜和殘余電解液受熱分解；隨后在450~700℃下加入還原劑進行還原焙燒，焙燒時間1~3h；還原劑為碳質還原劑或CO或H₂或NH₃，預焙燒與還原焙燒過程產出的尾氣用CaO漿液吸收處理；

步驟（3）：經還原焙燒處理后的物料進行篩分處理，小于1mm細料送浸出槽處理，如焙燒時采用碳質還原劑或CO，則在浸出時通入CO₂氣體，用水浸出鋰，浸出液送蒸發結晶生產碳酸鋰產品；如焙燒時采用H₂或NH₃，則直接用水浸出，浸出液通入CO₂并蒸發結晶生產碳酸鋰產品或直接蒸發結晶生產氫氧化鋰產品；

步驟（4）：提鋰后的浸出渣通入壓縮空氣進行氧化氨浸；大于1mm的物料裝入不銹鋼網框中，在浸出槽中進行氧化氨浸；氨浸過程中，鎳、鈷、銅被選擇性浸出，鐵、鋁不浸出，錳則轉化為MnO₂沉淀入渣；隨后氨浸液送萃取工序，留存于不銹鋼網框中的氨浸渣送磁選處理，得到鐵富集物與磁選尾礦，尾礦再經篩分后，篩上物料為鋁富集物，篩下物料和細粒物料氨浸渣一起送錳還原浸出工序回收錳；

步驟（5）：含銅、鎳、鈷的氨浸液采用萃取實現銅、鎳和鈷的分離，再經選擇性反萃，分別產出高純硫酸鎳和硫酸銅溶液；萃余液通過硫化將鈷沉淀，沉鈷后液返回氨浸；硫化鈷采用氧化酸浸，浸出液經凈化、萃取后得到高純硫酸鈷溶液；

步驟（6）：富錳物料采用還原硫酸浸出，浸出液加氫氧化鈉調整溶液pH為3.5，采用硫化法除去溶液中大部分的銅、鎳、鈷，隨后再加入30g/L的雙氧水，并用氫氧化鈉調整溶液pH到5，深度水解脫除鐵、鋁，同時吸附脫除溶液中殘留的微量銅、鎳、鈷，從而得到高純硫酸錳溶液。

2.根據權利要求1所述的從廢舊鋰離子電池中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于，步驟（1）中所述的堿土金屬氧化物為CaO或MgO。

3.根據權利要求1所述的從廢舊鋰離子電池中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于，步驟（4）中氨浸的浸出劑為氨水與硫酸銨、硫酸氫銨、碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨中的一種或兩種銨鹽的混合溶液；其中銨鹽濃度為0.5~4mol/L，氨水濃度為1~5mol/L，固液比為1:4~1:20，浸出時間為2~12小時，溫度為20~90℃。

4.根據權利要求1~3任一所述的從廢舊鋰離子電池中綜合回收有價金屬的方法，其特征在于，所述的廢舊鋰離子電池包括鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、鎳鈷二元、鎳錳二元、鈷錳二元、鎳鈷錳三元、鎳鈷鋁三元電池中的一種或混合物。