[發明專利]高溫原位熱處理回收廢棄三元鋰離子電池中有價成分的方法

有效

• 申請號: 202010057341.8
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111244566B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 謝衛寧;逯啟昌;張光文;何亞群;付元鵬;李金龍
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;H01M10/0525
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張聯群

1.一種高溫原位熱處理回收廢棄三元鋰離子電池中有價成分的方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）將選取的廢棄三元鋰離子電池進行放電，手工拆解，得到正負電極片；

（2）利用萬能粉碎機將正負電極片進行多次破碎、篩分，獲得正負電極材料粉末混合物；

（3）將獲得的正負極電極材料粉末混合物放入真空管式爐中無氧高溫原位熱處理，在溫度為550-650℃保持100-1400 min條件下，通入氮氣進行無氧熱處理，使正負電極材料粉末混合物中的鎳和鈷被還原至單質形態，錳被還原為低價氧化物一氧化錳；

（4）將無氧熱處理后的物料進行水浸處理，過濾后濾液蒸發結晶得到碳酸鋰產品；

（5）將水浸處理過的濾物烘干，進行磁選分離，先采用高磁通量的磁選機分離鐵磁性鎳鈷混合物，與逆磁性石墨和無磁性一氧化錳混合物，然后選用低磁通量的磁選機分離回收鎳、鈷產品；

（6）采用重選方法對逆磁性的石墨和無磁性的一氧化錳混合物進行分離，基于兩者的密度差異，重選采用有機溶液在離心力場中實現分離，分離出石墨產品和一氧化錳產品；

步驟（1）中選取的三元鋰離子電池的放電過程為將電池浸泡在5%NaCl溶液中24h后晾干；

步驟（2）中對電極片進行多次破碎的時間為10s/次，每破碎一次篩分一次，篩分的篩孔孔徑為0.075mm；

步驟（2）中對電極片進行多次破碎為2-4次；

步驟（3）中在真空管式爐中對正負電極混合材料粉末混合物進行高溫原位熱處理時通入氮氣的流速為200ml/min，升溫速率為10℃/min，真空管式爐熱處理溫度為600℃，溫度的保持時間為120min；

步驟（4）中所述水浸處理的條件：浸出溫度30℃、攪拌轉速300rpm、液固比30ml·g^-1，碳酸鋰產品的蒸發結晶溫度為100℃；

步驟（5）中所述磁選分離使用的高磁通量磁選機的磁通量為12000Gs，低磁通量磁選機的磁通量為6000Gs；

步驟（6）中所述的重選所用有機溶液為密度為2.5g.cm^-3 的四氯化碳與三溴甲烷的混合液體。