[發(fā)明專利]一種資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法

有效

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• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109585962B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 鄒廷軍;任燕
• 申請（專利權）人: 成都尤尼瑞克科技有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B23/00;C22B26/12;C22B47/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷;李林合

1.一種資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將廢舊正極材料粉碎為粉末，并與金屬粉末混合，形成固相混合物；然后將雙氧水與冷凝水混合，形成液相混合物；再將固相混合物和液相混合物混合；

所述廢舊正極材料粉末與金屬粉末的重量比為1:0.05～1；所述雙氧水與冷凝水的體積比為1:50～1000；所述固相混合物和液相混合物的料液比為1:1～10；所述金屬粉末為錳、鈷或鎳中的一種或多種；

(2)將二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和氧氣混合，形成氣相混合物；所述二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和氧氣的體積比為1:0.05～10:0.05～10:0.05～10:0.5～100；

(3)將步驟(1)所得產(chǎn)物與氣相混合物混合反應5h或10h，并調整體系pH值為0.5～3.0，ORP為250～550mv；其中，步驟(1)所得產(chǎn)物與氣相混合物的體積比為0.05～50；

(4)對步驟(3)所得產(chǎn)物進行固液分離，收集液相，并使其升溫至50～100℃，調節(jié)其pH值為0.5～3.0，保持2～5h；然后再調節(jié)液相pH值為5.0～7.0，保持2～5h后進行固液分離，收集得到凈化液；

(5)調節(jié)凈化液的pH值為10.0～12.0，并使其升溫至40～80℃，保持2～3h后，進行固液分離，分別收集固相和分離液備用，再對固相洗滌3～5次；

(6)向步驟(5)中得到的分離液中加入碳酸鈉溶液，反應至無沉淀產(chǎn)生，收集并清洗沉淀物；

(7)然后將步驟(5)所得固相與步驟(6)所得沉淀物混合，于750～1200℃煅燒8～10h即可；所述固相與沉淀物的重量比為1:0.3～0.5。

2.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(1)中所述廢舊正極材料粉末與金屬粉末的重量比為1:0.1；所述雙氧水與冷凝水的體積比為1:44；所述固相混合物和液相混合物的料液比為1:2.3。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，所述廢舊正極材料粉末與金屬粉末的粒徑為80～120目。

4.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(2)中所述二氧化硫、三氧化硫、一氧化氮、二氧化氮和氧氣的體積比為1:0.5:1:1.5:2.4。

5.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(3)中所述步驟(1)所得產(chǎn)物與氣相混合物的體積比為10。

6.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(5)中調解pH值的成分為氨水和氫氧化鈉。

7.根據(jù)權利要求6所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(6)中還包括向濾液中加入氫氧化鈉，調節(jié)其pH值為8～10，回收得到氨氣和硫酸鈉/硝酸鈉溶液；所述氨氣用水洗滌回收為氨水后返回至步驟(6)中。

8.根據(jù)權利要求7所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，對硫酸鈉/硝酸鈉溶液進行蒸發(fā)濃縮、分離干燥，回收得到硫酸鈉/硝酸鈉，并將回收過程中產(chǎn)生的冷凝水回收至步驟(6)和步驟(7)中。

9.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(5)和步驟(6)中均用蒸汽冷凝水進行洗滌，并將洗滌后的冷凝水回收至步驟(1)中。

10.根據(jù)權利要求1所述的資源化利用鋰電池廢舊正極材料的方法，其特征在于，步驟(7)中所述固相與沉淀物的重量比為1:0.4。