[發明專利]一種廢舊錳酸鋰正極材料的回收方法

有效

• 申請號: 201810280293.1
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108539308B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 方嘉城
• 申請（專利權）人: 方嘉城
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C01G45/10;C01D15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種廢舊錳酸鋰正極材料的回收方法，其特征在于，為以下步驟：

(1)預處理，將廢舊錳酸鋰電池進行拆解，將正極片經過破碎后，在模具中經過壓力為20-30atm的壓力壓成板，然后放入電解槽中的鈦籃中進行電解，鈦籃為陽極，銅始極片為陰極，電解液為硫酸銅溶液，電解過程的槽電壓為0.2-0.25V,電流密度為280-320A/m²，電解完畢后，收集電解槽中的粉末，經過洗滌得到錳酸鋰粉末，模具中壓成板時的的壓制時間為10-20min，壓成板的板厚為1-3cm，硫酸銅溶液中銅的濃度為1-1.5mol/L,硫酸濃度為30-50g/L,電解時間為10-12小時，電解至壓制成的板完全變成粉末，洗滌采用純水洗滌，洗滌后的洗滌水混合到電解液中，電解液中的鋁離子含量升高到40g/L時，進行開路處理，將開路的電解液采用銅萃取劑萃取銅，然后用硫酸反萃得到硫酸銅溶液返回做電解液，萃余液經過濃縮結晶得到硫酸鋁晶體；

(2)將步驟(1)得到的錳酸鋰粉末放入高壓釜內，同時加入水合肼溶液中進行漿化，同時加入催化劑，攪拌分散均勻，攪拌速度為80-120r/min,然后升溫至溫度為170-190℃，加入氫氣維持高壓釜內的壓力為6-7.5Mpa，然后在此條件下反應2-3小時，然后降溫至溫度為25-35℃，泄壓后將物料放出，然后進行固液分離，得到第一濾液和第一濾渣；

(3)將步驟(2)得到的第一濾渣加入硫酸溶液溶解，溶解至溶液終點的pH為1.5-2.5，然后經過過濾，過濾后的溶液通入硫化氫，通入硫化氫氣體的時間為60-90min，溫度為40-50℃，然后加入碳酸銨調節溶液的pH為4.5-5.5,在溫度為85-95℃反應2-3小時，然后經過過濾，得到第二濾渣和第二濾液，第二濾液經過濃縮結晶得到電池級硫酸錳晶體，第一濾渣經過洗滌后再加入硫酸溶液溶解，洗滌至洗滌水的電導率小于20μs/cm，洗滌水并入第一濾液中，硫酸溶液的濃度為2-2.5mol/L，硫酸溶解后過濾出來的濾渣返回步驟(1)與正極片破碎料一起壓制成板，通入硫化氫的摩爾數為過濾后溶液中鈷、鎳、銅、鋅、鉛、鎘的總摩爾數的1.5-2倍；

(4)將步驟(2)得到的第一濾液經過濃縮結晶，得到電池級氫氧化鋰晶體。

2.根據權利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰正極材料的回收方法，其特征在于：步驟(2)中錳酸鋰粉末與水合肼溶液的質量比為1:5-8,水合肼的濃度為0.2-0.5mol/L，所述催化劑為硫酸鈷、鎢酸銨與硫酸鋯的混合物，硫酸鈷、鎢酸銨與硫酸鋯的摩爾比為1:0.2-0.5:0.3-0.6,催化劑與錳酸鋰粉末的質量比為1:150-200。

3.根據權利要求1所述的一種廢舊錳酸鋰正極材料的回收方法，其特征在于：所述步驟(4)中第一濾液濃縮結晶至溶液的波美度為50-52,然后按照2-5℃/h降溫速率進行降溫，降溫至溫度為10-15℃，然后進行固液分離，固體經過真空烘干得到電池級氫氧化鋰結晶，母液檢測硫酸根含量，硫酸根含量大于5g/L則對母液進行處理后與第一濾液混合后濃縮結晶，硫酸根含量小于等于5g/L，則母液直接與第一濾液混合后濃縮結晶，母液進行處理的工藝為，在母液中加入氫氧化鋇，加入氫氧化鋇的摩爾數為母液中硫酸根的摩爾數的0.85-0.95倍，在溫度為65-75℃反應1-2小時后過濾。