[發明專利]一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法

在審

• 申請號: 202010043170.3
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111187911A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 董陶;鄭鴻帥;鄭碩航;沙一凡;張海濤;張鎖江
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B3/38;C22B26/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，該方法，包括萃取、分離、反萃取步驟，步驟如下：

步驟1，取一定質量的廢舊鋰離子電池正極材料置于圓底燒瓶中，然后按照固液比20g/L～100g/L加入含0.2wt％～20wt％雙氧水的2M硫酸溶液80℃攪拌1～3小時進行溶解，然后冷卻過濾得到廢舊鋰離子電池正極材料的酸性浸出液；

步驟2，取步驟1中的浸出液置于離心管中，向離心管中加入離子液體與磷酸三丁酯組成的復合萃取劑，萃取溫度為10～60℃，萃取時間為5～30min；

步驟3，將步驟2中萃取后的溶液進行3000～6000rpm的離心分離，分離時間為1～10min，分離后取水相清液，測萃取前后水相中鋰離子、鈷離子、鎳離子和錳離子的含量，計算萃取率；

步驟4，向步驟3中離心分離后得到的有機相中加入反萃劑進行反萃取，反萃取時間為5～30min，反萃取后3000～6000rpm離心分離，分離時間為1～10min，取有機相用超純水反復清洗至中性，即可回收得到萃取劑。

2.根據權利要求書1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于所述的功能化離子液體含有如下式所示的結構。

3.根據權利要求書1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述步驟1得到酸性浸出液后，用氫氧化鈉將浸出液酸堿度中和至1～7之后在進行萃取實驗。

4.根據權利要求1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述步驟2中離子液體與磷酸三丁酯的體積比離子液體：磷酸三丁酯為1：0.2～10。

5.根據權利要求1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述步驟4中的反萃劑為磷酸、硫酸、鹽酸和硝酸中的一種以上，濃度為0.5mol/L～5mol/L。

6.根據權利要求1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述離子液體的陰離子為雙三氟甲基磺酸亞胺鹽陰離子([NTf₂]^-)、六氟磷酸鹽陰離子([PF₆]^-)、四氟硼酸鹽陰離子([BF₄]^-)或中的一種以上混合。

7.根據權利要求書1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述離子液體萃取劑與浸出液水相的O/A＝0.1～10：1。

8.根據權利要求書1所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，所述萃取后有機相與水相反萃劑的相比O/A＝1：1～10。

9.根據權利要求書1所述一種利用離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中的方法，其特征在于，萃取過程包括攪拌和超聲，所述萃取分離金屬鋰的方法為將所述萃取劑與含金屬鋰的水相按相比混合。

10.根據權利要求書9所述一種利用功能化離子液體選擇性萃取廢舊三元電池中鋰的方法，其特征在于，攪拌速率為0～10000rpm，超聲時間不超過2h。