[發明專利]一種從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法及系統

有效

• 申請號: 201811093693.8
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109207725B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 彭正軍;王敏;祝增虎;王懷有;趙有璟;賈國鳳;李積升
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B3/38;C22B26/12;C22B47/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

1.一種從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于包括：

（1）對廢舊錳酸鋰電池進行放電、拆解、分類，獲得正極片；

（2）對所述正極片進行煅燒的高溫處理，至少用于去除所述正極片中的粘結劑，其中，所述煅燒的時間為0.5~6h，煅燒溫度為300~800℃；

（3）將經高溫處理的正極片浸置于酸性物質中，同時加入雙氧水，控制固液比為40~120g/L，并于30~85℃攪拌，使所述正極片中的有價金屬元素浸出，獲得酸化浸出液，所述酸性物質的濃度為1~10mol/L；

（4）將步驟（3）所獲酸化浸出液分別輸入超濾膜、納濾膜和反滲透膜，其中，所述超濾膜的孔徑為10~1200?，工作壓力為0.1~1.5MPa，所述納濾膜的工作壓力為0.1~6MPa，單片膜流速為0.1~5L/min，工作pH值為2~10，最終獲得濃縮后的含鋰溶液和含有其它陽離子的溶液；

（5）向所述含鋰溶液中加入鋰沉淀劑，反應得到鋰沉淀物，所述鋰沉淀劑選自碳酸鈉、碳酸氫鈉或氟化鈉，所述鋰沉淀物選自碳酸鋰或氟化鋰，所述鋰沉淀物中碳酸鋰或氟化鋰的含量在99.5wt%以上，鋁含量小于0.001wt%，鐵含量小于0.001wt%，鈉含量小于0.025wt%，鎂含量小于0.008wt%；

（6）對所述含有其它陽離子的溶液進行除雜處理，之后加入堿性物質，反應得到錳沉淀物。

2.根據權利要求1所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述廢舊錳酸鋰電池以錳酸鋰為正極材料或者錳酸鋰正極邊角料。

3.根據權利要求2所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述廢舊錳酸鋰電池為廢舊錳酸鋰動力電池或3C產品。

4.根據權利要求2所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述酸性物質選自鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、高氯酸、氫氟酸中的任意一種或者兩種以上的組合。

5.根據權利要求1所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：濃縮后的含鋰溶液的濃度在15g/L以上。

6.根據權利要求1所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述納濾膜的材質選自聚酰胺、聚砜、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜、醋酸纖維素中的任意兩種以上的組合。

7.根據權利要求6所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述納濾膜的材質選自聚酰胺和聚砜復合膜，膜截留分子量為50~1000道爾頓。

8.根據權利要求1所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述納濾膜包括板式納濾膜或卷式納濾膜。

9.根據權利要求1所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于，步驟（6）具體包括：向步驟（4）所獲含有其它陽離子的溶液中加入除銅劑，并調節pH值為3~5，之后加入堿性物質，反應得到錳沉淀物。

10.根據權利要求9所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述除銅劑選自硫化鈉、硫化鎳、鐵中的任意一種或兩種以上的組合。

11.根據權利要求9所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述堿性物質選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈉、氧化鉀、氫氧化鈣中的任意一種或兩種以上的組合。

12.根據權利要求9所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于，所述堿性物質的濃度為0.5~8mol/L。

13.根據權利要求9所述的從廢舊錳酸鋰電池中回收鋰和錳的方法，其特征在于：所述錳沉淀物選自氫氧化錳、二氧化錳或碳酸錳。