[發明專利]一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法

有效

• 申請號: 201810280312.0
• 申請日: 2018-04-02
• 公開（公告）號: CN108408745B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 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;H01M6/52;C01D15/08;C22B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于，為以下步驟：

1)預處理，將回收回來的廢舊電池材料或者廢棄電池經過拆解-破碎-過篩后得到電池碎料；

2)將電池碎料還原浸出，按照固液比1:3-10加入底水，加入酸調節pH到0.5-2.0，反應溫度50-90℃，反應時間2-6小時，同時加入還原劑，加入還原劑的摩爾量是三價金屬摩爾量的0.5-4倍，反應完畢進行過濾，得到第一濾液和第一濾渣；

3)除鐵鋁，將第一濾液加入堿回調pH到4-5.5，使其中的鐵、鋁、鉻離子沉淀，使得溶液中鐵、鋁、鉻的含量低于10mg/L，然后過濾得到第二濾液和第二濾渣；

4)除雜，第二濾液加入鋅粉，在溫度為50-70℃反應2-3小時，過濾，得到第三濾液和第三濾渣，第三濾液經過P204萃取劑萃取除鐵、鋅、銅、錳后得到含有鎳鈷鎂鋰的萃余液，用P507萃取劑萃取鎳鈷鎂后，得到的萃余液為含鋰、鈉的溶液，第三濾渣經過磁選，得到鈷鎳粉末和錳銅粉末，鈷鎳粉末經過酸溶解后，通入臭氧，得到羥基氧化鈷和鎳溶液，羥基氧化鈷在溫度為850-900℃煅燒2-4小時得到電池級四氧化三鈷，鎳溶液經過濃縮結晶得到硫酸鎳晶體，錳銅粉末加入0.1-0.2mol/L的硫酸溶液，得到錳溶液和銅粉，錳溶液經過濃縮結晶得到硫酸錳晶體，洗滌后的P204萃取劑經過5-6級逆流反萃，得到的反萃液經過濃縮結晶得到工業級硫酸鋅，濃縮至波美度為50-51，然后降溫至溫度為10-15℃，母液返回與第二濾液混合，洗滌后的P507萃取劑經過5-6級逆流反萃，得到的反萃液經過濃縮結晶得到工業級硫酸鎂，濃縮至波美度為52-53，然后降溫至溫度為10-15℃，母液返回與第二濾液混合；

5)深度除雜，將含鋰萃余液在60-80℃下加入氫氧化鈉，調節溶液的pH到9-11，在此條件下反應2-3小時，過濾，得到第四濾液和第四濾渣；

6)制備電池級碳酸鋰，將第四濾液加入絡合劑，然后再加入碳酸氫銨，在30-60℃下攪拌加入，同時加入粒度為0.5-1微米電池級碳酸鋰做為晶種，加入量為每升溶液5-10g，然后升溫至溫度為90-95℃反應1-2小時，過濾洗滌，烘干過篩包裝得到電池級碳酸鋰，絡合劑為氨水、檸檬酸、酒石酸、磺基水楊酸或EDTA，加入絡合劑后絡合劑的濃度為0.1-0.2mol/L，加入的碳酸氫銨的摩爾數為第四濾液中鋰摩爾數的1.2-1.3倍。

2.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：所述步驟(1)中過篩時過100-200目篩。

3.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：所述步驟(2)中加入的還原劑為二氧化硫、雙氧水、亞硫酸鈉、鐵粉或者鋅粉。

4.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：步驟(3)中回調pH到4-5.5后，升溫至溫度為85-95℃，然后通入空氣使得亞鐵離子全部氧化成三價鐵，然后繼續反應1-2小時。

5.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：所述步驟(4)中加入的鋅粉的粒度為100-150目，加入鋅粉的摩爾數為第二濾液中鎳鈷錳銅摩爾數的1.1-1.2倍，維持加入鋅粉過程的pH為3.5-4,P204萃取劑萃取除鐵、鋅、銅、錳過程為8-10級逆流萃取，P204萃取劑與第三濾液的體積流量比為1:3-5,萃取后的有機相經過5-6級逆流洗滌，洗滌液返回與第三濾液混合后進行萃取，洗滌液采用0.15-0.25mol/L的硫酸溶液，萃取后的有機相與洗滌液的體積流量比為1:0.1-0.15，P507萃取劑萃取含有鎳鈷鎂鋰的萃余液時，采用8-10級逆流萃取，P507萃取劑與含有鎳鈷鎂鋰的萃余液的體積流量比為1:1-2,萃取后的有機相經過2-3級逆流洗滌，洗滌液返回與含有鎳鈷鎂鋰的萃余液混合后進行萃取，洗滌液采用0.1-0.15mol/L的硫酸溶液，萃取后的有機相與洗滌液的體積流量比為1:0.2-0.25。

6.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：所述步驟(5)中反應完畢后加入絮凝劑后再進行過濾，加入絮凝劑的量為每噸溶液加入30-40g絮凝劑，絮凝劑為PAM。

7.根據權利要求1所述的一種廢舊鋰電池制備電池級碳酸鋰的方法，其特征在于：所述第四濾渣返回步驟(2)進行溶解。