[發(fā)明專利]從三元電池廢料中綜合回收鈷鎳錳鋰元素的新方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910867738.0
• 申請日: 2019-09-14
• 公開（公告）號: CN111092273B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 劉訓兵;歐陽劍君;劉席卷;吳山木;趙湘平;董雄武;張超文;周群成;羅春;諶三線
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南金源新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00;C22B23/00;C22B3/38;C22B26/12;C22B47/00
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務所 43005
• 代理人: 王以森

從三元電池廢料中綜合回收鈷鎳錳鋰元素的新方法，涉及電池廢料的回收利用方法。包括廢舊三元電池經(jīng)拆解得到的廢三元電池料粉，經(jīng)酸浸，除銅、除鐵鋁等操作后，得到除雜液，將除雜液用氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液的PH值，沉淀氫氧化鈷和氫氧化鎳的混合物，用硫化鈉硫化沉淀殘余的鈷、鎳離子，使錳離子與鈷、鎳離子分離后，直接沉淀氫氧化錳，免除錳離子進入萃取工序；氫氧化鈷、氫氧化鎳混合物經(jīng)硫酸溶解，萃取除雜、鈷鎳分離后得到純凈的硫酸鎳溶液，用氫氧化鈉沉淀，三次逆向洗滌，得到電池級氫氧化鎳產(chǎn)品。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的回收鈷鎳錳元素必須經(jīng)過萃取與反萃取的工藝路線，導致回收成本高的問題。通過創(chuàng)新工藝路線，使得絕大部分的錳離子在萃取前分離除去鎳離子不經(jīng)過全萃全反的萃取過程，只用萃取除去相關(guān)的雜質(zhì)后，直接沉淀氫氧化鎳。具有工藝簡單，減少物耗能耗，顯著降低生產(chǎn)成本的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池廢料的回收利用方法。

背景技術(shù)

在廢舊三元電池材料拆解回收利用鈷鎳錳鋰過程中，現(xiàn)有技術(shù)采用的方法是：廢舊三元電池經(jīng)拆解得到廢正極材料粉，再經(jīng)酸浸，除銅、除鐵鋁、除鈣鎂等操作，得到萃前液后，大體有兩種工藝路線：一是經(jīng)全萃全反得到鈷鎳錳混合鹽溶液，通過配料后用氫氧化鈉合成三元前驅(qū)體予以回收；二是經(jīng)分級萃取分離得到高濃度純凈的硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳溶液，分別蒸發(fā)濃縮結(jié)晶，制造成電池級硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳結(jié)晶予以回收。

無論是從混合鹽溶液制成三元前驅(qū)體，還是分級萃取制造單體硫酸鈷、硫酸鎳、硫酸錳結(jié)晶體，都存在所有鈷鎳錳元素必須經(jīng)過萃取與反萃取的工藝路線，導致制造成本高的問題。而決定生產(chǎn)成本高低的是被萃取的金屬離子的摩爾總數(shù)。因此，目前的廢舊三元電池回收利用的工藝路線受萃取工藝成本高的制約，已經(jīng)嚴重的限制了廢舊三元電池的回收利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的回收鈷鎳錳元素必須全部經(jīng)過萃取與反萃取工藝路線，導致回收成本高的問題，公開一種工藝簡單，減少物耗能耗，顯著降低生產(chǎn)成本的一種從三元電池廢料中綜合回收鈷鎳錳鋰元素的新方法

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：從三元電池廢料中綜合回收鈷鎳錳鋰元素的新方法的技術(shù)解決方案是，按如下步驟進行：

a、廢舊三元電池經(jīng)拆解得到的廢三元電池料粉，經(jīng)酸浸，除銅、除鐵鋁后，得到除雜液，其特殊之處在于：

b、將除雜液用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值5.5-6.5， 沉淀氫氧化鈷、氫氧化鎳混合物，過濾、洗滌，濾餅及濾液分別處理。

c、濾餅為氫氧化鈷、氫氧化鎳混合物，經(jīng)硫酸溶解后，調(diào)節(jié)PH在5.0-6.0左右，在溶解液中加入氟化物除去鈣鎂離子，過濾、洗滌，濾液進入P204萃雜工序，深度除雜，萃取余液進入P507萃取工。經(jīng)P507鈷離子全萃全反后得到高濃度純凈硫酸鈷溶液，蒸發(fā)結(jié)晶制得電池級硫酸鈷產(chǎn)品，萃余液為硫酸鎳溶液，進入CY272萃雜工序。

d、經(jīng)CY272萃雜工序后，萃余液為純凈的硫酸鎳液體，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值到6-10，沉淀氫氧化鎳，用純水逆向洗滌2-4次，優(yōu)選3次后濾餅為電池級氫氧化鎳，濾液和洗液經(jīng)廢水站處理后循環(huán)利用。

e、按步驟b所得的濾液和洗液中加入硫化鈉除去其中殘存的鈷鎳離子，過濾洗滌，濾餅為硫化鈷、硫化鎳混合物，返回酸溶解工序；濾液和洗液進入沉錳工序。

f、將步驟e所得的濾液和洗液用氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH到8-11，優(yōu)選9-10沉淀錳離子，過濾、洗滌，得到氫氧化錳濾餅和含鋰濾液和洗液。

g、含鋰濾液和洗液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶硫酸鈉后得到濃縮鋰液，用碳酸鈉沉淀碳酸鋰，過濾洗滌后得到碳酸鋰濾餅和沉鋰母液。沉鋰母液返回除鐵鋁工序作為調(diào)節(jié)PH值的堿液使用。

進一步地，氫氧化鈉為32%以下的液堿，或固態(tài)氫氧化鈉。

更進一步，液堿的濃度為1-32 %，15-30%。