[發(fā)明專利]一種動力鋰離子電池全金屬回收循環(huán)利用的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910983930.6
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110616331B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈建中;孫燦;王青山;馮炎飛
• 申請（專利權(quán)）人: 衢州華友資源再生科技有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B47/00;C22B23/00;C22B26/12;C22B3/38;H01M10/54;C01G53/10;C01G51/10;C01G45/10;C01D15/08
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種動力鋰離子電池全金屬回收循環(huán)利用的方法，其特征在于，包括步驟：

1)拆解-篩分，將電池放入破碎機(jī)進(jìn)行初步破碎，形成粉料；將破碎后得到的粉料兩次過篩，第一次過篩，篩分出篩下物和篩上物，篩上物為膈膜紙和外殼，篩下物為電池極粉、碳粉、鋁粒和銅箔；第二次過篩，將電池極粉、碳粉、鋁粒和銅箔分離，篩上物為銅箔，篩下物為電池極粉、碳粉和鋁粒；

2)噴淋-焙燒，將第二次過篩后的篩下物用水噴淋，然后在加熱設(shè)備中焙燒，在降解有機(jī)物質(zhì)的同時除氟；

3)浮選-篩分，將焙燒后的物質(zhì)浮選除去部分含鋁物質(zhì)，然后再次過篩，分別得到電池極粉和含鋁物質(zhì)；

4)將焙燒及篩分后得到的電池極粉浸出，得到浸出液和浸出渣；

5)浸出液除鐵和氟，得到除鐵氟液；

6)對除鐵氟液萃取，進(jìn)行鈷、鎳和錳分離提純，分別得到硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳產(chǎn)品；

7)對步驟6)得到的萃鎳余液進(jìn)行鋰、鈉分離提純；

步驟4）采用兩步浸出，第一步浸出后得到浸出液和浸出渣，浸出渣進(jìn)入第二步浸出，浸出液用于步驟5）的操作；第二步得到的浸出液進(jìn)入第一步浸出，第二步得到的浸出渣外排；

步驟4）中，第一步浸出采用的浸出劑為硫酸或鹽酸，第一步浸出時pH為0.5~1.5，溫度70~80℃，反應(yīng)時間為1~10h，液固比為3:1~5:1，得到酸浸出液和浸出渣；第二步浸出用的酸為硫酸、鹽酸或兩種混合物，液固比為3:1:~5:1，浸出后溶液的H⁺濃度為3~14mol/L，浸出溫度為40~80℃；

步驟5）分為兩步，第一步加入沉淀劑調(diào)pH至3.0~4.0，控制溫度為40~80℃，反應(yīng)時間為2~4h，得到沉淀液和沉淀渣，將沉淀渣外排；第二步用堿液調(diào)第一步得到的沉淀液的pH為4.0~6.0，得到溶液和渣，調(diào)pH時溫度為40~90℃，反應(yīng)時間為2~4h，所述的溶液用于步驟6）的操作，渣回到第一步；

步驟6）中的鈷、鎳、錳分離包括C272萃取錳和P507萃取鈷、萃取鎳：用C272萃取劑萃取錳，得到電池級的硫酸錳；用P507萃取鈷、P204凈化得到電池級的硫酸鈷；用P507萃取鎳，用硫酸反萃，C272凈化，得到電池級的硫酸鎳，萃鎳余液中含有硫酸鋰和硫酸鈉；

C272萃取錳進(jìn)行10~12級萃取，9級洗滌逆流萃取除雜，硫酸反萃得到電池級硫酸錳，萃取劑C272混合溶劑油，萃取劑C272的體積占比為15~25%，萃取有機(jī)皂化所用原料為氫氧化鈉，皂化率為30~50%；

用P507萃取劑進(jìn)行9~12級萃取，6級洗滌逆流萃取除雜，硫酸反萃得到硫酸鈷，硫酸鈷溶液用P204凈化，得到電池級硫酸鈷，萃取劑P507混合溶劑油，萃取劑P507的體積占比為20~25%，萃取有機(jī)皂化所用原料為氫氧化鈉，皂化率為40~70%；

用P507萃取劑進(jìn)行9~12級萃取，6~9級洗滌逆流萃取除雜，硫酸反萃得到硫酸鎳，硫酸鎳溶液用C272凈化，得到電池級硫酸鎳，萃取劑P507混合溶劑油，萃取劑P507的體積占比為20~25%，萃取有機(jī)皂化所用原料為氫氧化鈉，皂化率為40~70%；

步驟7）中的鋰、鈉分離包括P507萃取鋰、碳酸鈉沉淀制備碳酸鋰和硫酸鈉濃縮蒸發(fā)；用P507萃取劑進(jìn)行12~15級萃取，6~9級洗滌逆流萃取除雜，硫酸反萃得到硫酸鋰；萃取余液中的鋰用碳酸鈉沉淀，得到粗制碳酸鋰沉淀和沉淀后母液，將沉淀后母液濃縮，得到結(jié)晶的硫酸鈉產(chǎn)品；

將粗制碳酸鋰通入二氧化碳得到碳化后液，二次除雜，經(jīng)加熱分解，離心過濾、干燥、氣流磨分選、自動混料、自動包裝步驟，得到電池級碳酸鋰產(chǎn)品；

碳化后液二次除雜用螯合樹脂深度除鈣鎂，除雜后的碳化后液中鈣鎂含量分別為Ca含量0.1mg/L，Mg含量0.1mg/L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力鋰離子電池全金屬回收循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟2）中，焙燒溫度510~550℃，焙燒時間為0.5~1.5h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動力鋰離子電池全金屬回收循環(huán)利用的方法，其特征在于，步驟3）得到的電池極粉中Co含量為4~15%、Ni含量為1~23.15%、Mn含量為1~12%、Cu含量為0.1~2%、Zn含量為0.1~2%。