[發明專利]一種廢舊鋰電池濕法線回收方法

在審

• 申請號: 201910182214.8
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109868364A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 孟笑;區漢成;魏長壽;寧志敏;朱詩秀;許澤炎;楊勝
• 申請（專利權）人: 贛州市豪鵬科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B26/12;C22B23/00;C22B47/00;H01M10/54;C01B32/184;C01B32/192
• 代理公司: 贛州智府晟澤知識產權代理事務所(普通合伙) 36128
• 代理人: 鄒圣姬

1.一種廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、廢鋰電池進行放電處理，破除鋰電池外殼后獲取含石墨負極材料的負極銅箔片和正極材料；從負極銅箔片中剝離得到石墨粉體材料，正極材料研磨成為正極粉料，并分別對石墨粉體材料和正極粉料進行熱處理；

步驟二、取熱處理后的石墨粉體材料加入檸檬酸-D葡萄糖浸出劑，在帶有攪拌裝置的低溫恒溫反應器中進行鋰離子的浸出，待浸出過程結束后，分離得到含鋰溶液和石墨材料；

步驟三、將熱處理后的正極粉料和活性添加劑劑按比例混合后在球磨罐中進行機械磨細，以對正極粉料進行活化；

步驟四、將活化后的正極粉料與檸檬酸-D葡萄糖浸出劑混合后進行浸出反應，使正極的鎳、鈷、錳、鋰元素溶解在檸檬酸-D葡萄糖浸出劑中，浸出反應結束后，過濾得到濾液，將溶解在濾液中的鎳、鈷、錳、鋰元素沉淀出來，沉淀后得到一級廢液；

步驟五、向含鋰溶液中加入鋰沉淀劑，反應得到鋰沉淀物和二級廢液。

2.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟一中的熱處理包括以下步驟：石墨粉體材料置于500℃～700℃馬弗爐中灼燒1～2h；正極粉料置于500℃～700℃馬弗爐中灼燒0.5h。

3.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟二中在浸出鋰離子的同時分批式加入氧化劑，控制攪拌速度為50-120r/min，檸檬酸-D葡萄糖浸出劑濃度為2.5～4.0mol/L，固液比控制在1g:50ml～1g:70ml，反應時間為90min～120min，溫度為70℃～90℃、檸檬酸-D葡萄糖浸出劑與氧化劑的體積比為2:0～10:1。

4.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟三中所述活性添加劑包括乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二鈉、氨基三乙酸中的一種或多種；所述正極粉料和活性添加劑劑的質量比為3：1；所述活化時間為0.5-10h；所述機械磨細在行星式球磨罐中進行，球磨罐的轉速為500-3000rpm，球料質量比為2：10，球磨介質為氧化鋯、瑪瑙、石英其中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟四中沉淀溶解在濾液中的鎳、鈷、錳、鋰元素的方法為：

先將KMnO溶液加入到濾液中得到錳的金屬氧化物，然后依次加入丁二酮肟、草酸和H2PO4溶液，使鎳、鈷、鋰以其沉淀形式依次析出，過濾得到沉淀，即得。

6.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟四中所述浸出反應的溫度、時間分別為20-80℃、0.5-8h，所述浸出反應在攪拌下進行，攪拌速率為200-1000rpm。

7.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟五中鋰沉淀劑包括碳酸鈉、碳酸氫鈉或氟化鈉。

8.根據權利要求1-7所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述檸檬酸-D葡萄糖浸出劑由檸檬酸和D葡萄糖組成，且檸檬酸、D葡萄糖的質量比為0.05-0.5。

9.根據權利要求1所述的廢舊鋰電池濕法線回收方法，其特征在于，所述步驟二所得石墨材料用于制備石墨烯薄膜，具體步驟如下：

步驟1、取1g所得石墨材料置于燒杯中，加入酸15mL～30mL，固定于帶有攪拌裝置的低溫恒溫反應器中，5℃條件下，持續攪拌，分批次加入氧化劑2g～3g，控制反應時間為30min～45min；將反應體系溫度升至35℃，用去離子水稀釋，加入氧化劑至無氣體產生；然后加入0.02mol/L堿液，中和至pH為7，過濾，100-120℃烘干10-24h，得到氧化石墨；

步驟2、稱取0.2g氧化石墨于燒杯中，加入1mol/L堿液5-50ml，控制pH為11～13，200W超聲功率條件下處理溶液30-180min，得到氧化石墨分散液；將氧化石墨分散液在10000rpm條件下離心分離10min，得到穩定氧化石墨烯懸浮液，在氧化石墨烯懸浮液中加入水合肼，控制水合肼/氧化石墨烯懸浮液質量比為3:4～1:2，90℃水浴，50-100r/min攪拌12h，獲得膠狀石墨烯懸浮液；過濾得到膠狀石墨烯，80-120℃烘干獲得石墨烯薄膜。