[發明專利]一種從含鋰電池廢料中選擇性提鋰的方法

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• 申請號: 201810231801.7
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108384955A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 孫峙;王中行;曹宏斌;鄭曉洪;林曉;張懿
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B26/12;H01M10/54
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種從含鋰電池廢料中提鋰的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)將預處理后的含鋰電池廢料與氧化物水溶液混合，對得到的原料料漿進行浸出反應，反應后得到浸出料漿；

(2)調節步驟(1)所述浸出料漿的pH至7-13，對得到的反應料漿進行固液分離，得到固體渣和含鋰凈化液；

(3)向步驟(2)所述含鋰凈化液中加入碳酸鹽，進行沉鋰反應，反應后固液分離得到碳酸鋰產品和沉鋰尾液，所述沉鋰尾液在調節為酸性后返回步驟(1)的浸出反應體系中。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述預處理包括機械破碎、球磨、重選、磁選、機械化學處理、有機溶劑溶解、焙燒或堿浸中的任意一種或至少兩種的組合，優選為機械破碎、重選、焙燒和堿浸的組合。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述含鋰電池廢料包括鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳錳酸鋰、鈷錳酸鋰、鎳鈷錳三元、鎳鈷鋁三元、含鋰合金負極、鈦酸鋰負極或含鋰石墨負極中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(1)中，所述含鋰電池廢料來自于廢舊鋰離子電池經放電和破碎后得到的全電池粉料、廢舊鋰離子電池拆解后得到的正極材料、廢舊鋰離子電池拆解后得到的負極材料、鋰電池生產過程中產生的正負極邊角料或鋰電池生產過程中產生的殘次品廢料中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述氧化物水溶液為高氯酸鹽水溶液、高錳酸鹽水溶液、高鐵酸鹽水溶液、芬頓試劑水溶液、類芬頓試劑水溶液、過硫酸鹽水溶液、臭氧水溶液或過氧化氫水溶液中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述臭氧水溶液中含有活性炭。

5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，還包括：在進行浸出反應前，對原料料漿進行預熱；

優選地，所述原料料漿預熱至溫度為25-200℃，優選為50-150℃，進一步優選為60-100℃；

優選地，步驟(1)中，所述浸出反應在反應器中進行；

優選地，所述反應器為敞口反應器或密閉反應器，優選為常壓密閉反應器；

優選地，步驟(1)中，所述浸出反應伴有攪拌；

優選地，所述攪拌為磁力攪拌、機械攪拌或氣體攪拌中的任意一種或至少兩種的組合，優選為機械攪拌；

優選地，步驟(1)中，所述浸出反應的時間為0.5-48h，優選為1-12h，進一步優選為2-12h。

6.根據權利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，調節步驟(1)所述浸出料漿的pH至8-11；

優選地，步驟(2)中，用堿性物質調節步驟(1)所述浸出料漿的pH；

優選地，所述堿性物質包括氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水或銨鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(2)中，所述固液分離為過濾分離和/或離心分離，優選為過濾分離。

7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述碳酸鹽包括碳酸鈉和/或碳酸鉀，優選為碳酸鈉。

8.根據權利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述沉鋰反應的溫度在25℃以上，優選為80-100℃；

優選地，步驟(3)中，所述沉鋰反應的時間為1-10h，優選為2-6h；

優選地，步驟(3)中，所述固液分離為過濾分離和/或離心分離，優選為過濾分離。

9.根據權利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，用酸性物質調節沉鋰尾液的酸堿性；

優選地，所述酸性物質包括硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸或強酸弱堿鹽中的任意一種或至少兩種的組合。

10.根據權利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)將預處理后的含鋰電池廢料與氧化物水溶液混合，得到原料料漿，將原料料漿預熱至60-100℃，然后置于常壓密閉反應器，在機械攪拌條件下進行浸出反應，反應時間為2-12h，反應后得到浸出料漿；其中，所述預處理為機械破碎、重選、焙燒和堿浸的組合；

(2)用堿性物質調節步驟(1)所述浸出料漿的pH至8-11，對得到的反應料漿進行過濾分離，得到固體渣和含鋰凈化液；

(3)向步驟(2)所述含鋰凈化液中加入碳酸鈉，在80-100℃下進行沉鋰反應，反應時間為2-6h，反應后過濾分離得到碳酸鋰產品和沉鋰尾液，所述沉鋰尾液在用酸性物質調節為酸性后返回步驟(1)的浸出反應體系中。