[發(fā)明專利]一種廢棄動力鋰電池中金屬全元素的回收工藝和方法

在審

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• 申請日: 2019-09-29
• 公開（公告）號: CN110592382A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發(fā)明（設計）人: 曾桂生;姚俊霞;劉春力;王忠兵;周磊;姬海燕
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B23/00;C22B23/02;C22B26/12;C22B47/00;H01M10/54
• 代理公司: 50230 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明公開了一種廢棄動力鋰電池中金屬全元素的回收工藝和方法，具體涉及鋰電池中金屬回收領域，具體包括有以下步驟：處理原料、高溫焙燒、通氧攪拌、廢氣處理、酸洗、沉淀及烘干。本發(fā)明通過在原料焙燒的過程中，內部原料預先經(jīng)過碳粉的還原，隨即進行通氧攪拌步驟，在加熱的各個溫度范圍內，分批次的將錳、鋰、鈷所形成的氧化物單獨取出，以此來使得原料內的金屬元素充分氧化，保證了金屬元素的充分提純，提高了其提純率，與現(xiàn)有的廢棄鋰電池中金屬元素回收利用效果較差相比，該方法流程簡單，運行成本低，尾礦中金屬元素的回收率高，大大的提高了設備的利用率，且無二次污染。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰電池中金屬回收領域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種廢棄動力鋰電池中金屬全元素的回收工藝和方法。

背景技術

目前，鋰電池是一種以鋰金屬或鋰合金為負極材料，使用非水電解質溶液的一次電池，與可充電電池鋰離子電池跟鋰離子聚合物電池是不一樣的。鋰電池的發(fā)明者是愛迪生，由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高，所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著二十世紀末微電子技術的發(fā)展，小型化的設備日益增多，對電源提出了很高的要求，鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段，其中廢舊的鋰電池中含有的金屬元素，直接排放到外界，不僅僅對外界環(huán)境造成破壞，污染水資源和土資源，還造成了金屬資源的浪費。

專利申請公布號CN 109837392 A的發(fā)明專利公開了一種鋰離子電池正極材料廢料的回收及再生方法，回收方法為將鋰離子電池正極材料廢料與含有還原劑的酸性溶液進行反應，反應后進行固液分離，得到浸出液和濾渣，實現(xiàn)金屬元素的浸出，所述還原劑含有至少兩個羥基，且其中的兩個羥基須分別位于相鄰的碳原子上；再生方法包括正極材料廢料的回收、前驅體溶液的制備、目標正極材料前驅體的制備、回收液相中的鋰元素以及目標正極材料的制備。該發(fā)明采用的還原劑反應活性大，綠色環(huán)保，可將廢正極材料中高價態(tài)不易溶的金屬離子還原成低價態(tài)易溶于水的離子，浸出回收工藝路線短且成本低，浸出率高，且浸出時間短；本發(fā)明基于金屬元素閉環(huán)循環(huán)，便于回收并再生，適用范圍廣。

但是上述技術方案在實際運用時，通常廢棄動力鋰電池中的金屬元素并不能全部回收利用，導致廢棄鋰電池中金屬元素回收利用效果較差，大大的浪費了其中蘊含的金屬資源。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明的實施例提供一種廢棄動力鋰電池中金屬全元素的回收工藝和方法，通過在原料焙燒的過程中，內部原料預先經(jīng)過碳粉的還原，隨即進行通氧攪拌步驟，以此來使得原料內的金屬元素充分氧化，保證了金屬元素的充分提純，提高了其提純率，與現(xiàn)有的廢棄鋰電池中金屬元素回收利用效果較差相比，該方法流程簡單，運行成本低，尾礦中金屬元素的回收率高，大大的提高了設備的利用率，且無二次污染。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種廢棄動力鋰電池中金屬全元素的回收工藝和方法，具體包括有以下步驟：

步驟一：處理原料，將廢棄鋰電池進行沖洗，使用清水反復沖洗三遍之后，用棉布擦拭處理，隨即，將廢棄鋰電池進行拆解，將廢棄鋰電池內部原料使用高溫進行烘干，研磨原料；

步驟二：高溫焙燒，將研磨后的原料放置在燃燒爐內進行燃燒，并向內部添加適量的碳粉，使得原料內部的金屬元素與氧氣形成氧化物；

步驟三：通氧攪拌，燃燒爐在燃燒原料的過程中，向燃燒爐內部通入氧氣，在攪拌時，間歇式翻動原料，使其與氧氣充分接觸，保溫2-3h，在每個階段分別取出相對應的燃燒料，其中第一階段形成的氧化物為MnO₂、LiCoO₂，第二階段形成的氧化物為Mn₃O₄、Li₂O、Co₂O₃，第三階段形成的氧化物為Mn₃O₄、Li₂O、CoO；