[發明專利]從廢舊三元鋰離子電池中回收鎳鈷錳的方法

在審

• 申請號: 202010301416.2
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111468285A
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王傳龍;于傳兵;宋磊;劉志國;康金星
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: B03B9/06
• 分類號: B03B9/06;B03C1/015;B03C1/02;C22B7/00;C22B1/02;C22B23/02;C22B47/00;H01M10/54
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

本發明提供了一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鎳鈷錳的方法。該方法包括：S1，將廢舊三元鋰離子電池進行拆解破碎，得到破碎料；S2，將破碎料在保護性氣氛、600～650℃溫度下進行低溫熱解，得到熱解料；S3，將熱解料進行清洗分級，以得到粗粒級顆粒、中細粒級顆粒和細粒級顆粒，且粗粒級顆粒的粒徑大于中細粒級顆粒的粒徑，中細粒級顆粒的粒徑大于細粒級顆粒的粒徑；S4，分別對粗粒級顆粒、中細粒級顆粒和細粒級顆粒進行磁選，得到鎳鈷錳產品。本發明采用拆解破碎?低溫熱解?清洗分級?磁選回收的工藝對廢舊三元鋰離子電池中的鎳鈷錳進行回收，有效解決了從廢舊三元鋰離子電池回收鎳鈷錳時存在的工藝流程復雜、回收成本較高的問題。

技術領域

本發明涉及廢舊三元鋰離子電池資源回收技術領域，具體而言，涉及一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鎳鈷錳的方法。

背景技術

目前，廢舊三元鋰離子電池的回收工藝大致為放電、拆解、粉碎、分選等預處理，然后是分離拆解后的塑料、鐵質外殼和電極材料，再對電極材料進行堿浸出、酸浸出、除雜后進行萃取；或者直接高溫焚燒拆解碎片回收金屬以及進一步采用濕法回收焚燒殘渣。根據工藝的原理可以分成物理回收和化學回收兩大類，主要的工藝為高溫冶金法和濕法冶金法。

高溫冶金工藝相對簡單，適合大規模處理種類繁雜的廢舊鋰電池，電池材料本身能提供焚燒所需的大量能耗，能最大限度地減少殘留體積，但電池電解質和電極中其它成分的燃燒容易引起大氣污染，焚燒尾氣處理的壓力大。濕法冶金工藝主要是將正極材料中的鎳鈷錳直接溶解浸出，然后再對溶解浸出后的溶液中的金屬離子分別回收，浸出工藝一般有：堿浸、酸浸和生物浸出工藝。為了提高金屬的提取效率，該工藝要求廢棄鋰電池在破碎前要根據電池的材料化學組成的不同進行精細分類，以配合浸出液化學體系。此外，還有火法-濕法的聯合工藝，如比利時Umicore的Val’Eas工藝，從廢舊電池中回收鈷。

然而，采用高溫冶金工藝回收鎳鈷錳需要較高的溫度，增加了回收成本，且由于廢舊三元鋰離子電池的組成復雜，使得獲得的鎳鈷錳合金中含有較多其他金屬，而且爐渣金屬含量偏高，且投資高、運營成本高。而濕法工藝直接處理破碎后的物料，雖然能夠獲得品位較高的鎳鈷錳，但工藝流程長，分離提純工藝流程復雜。總之，兩種方法都存在工藝流程復雜、回收成本較高的缺陷。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鎳鈷錳的方法，以解決現有技術中從廢舊三元鋰離子電池回收鎳鈷錳時存在的工藝流程復雜、回收成本較高的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種從廢舊三元鋰離子電池中回收鎳鈷錳的方法，其包括以下步驟：S1，將廢舊三元鋰離子電池進行拆解破碎，得到破碎料；S2，將破碎料在保護性氣氛、600～650℃溫度條件下進行低溫熱解，得到熱解料；S3，將熱解料進行清洗分級，以得到粗粒級顆粒、中細粒級顆粒和細粒級顆粒，且粗粒級顆粒的粒徑大于中細粒級顆粒的粒徑，中細粒級顆粒的粒徑大于細粒級顆粒的粒徑；S4，分別對粗粒級顆粒、中細粒級顆粒和細粒級顆粒進行磁選，得到鎳鈷錳產品。

進一步地，步驟S2中，低溫熱解的溫度為610～640℃。

進一步地，步驟S2中，低溫熱解的時間為0.5～6h。

進一步地，步驟S1中，將廢舊三元鋰離子電池進行拆解破碎的過程中，破碎粒徑為50mm以下，得到破碎料。

進一步地，步驟S3中，粗粒級顆粒的粒徑≥2mm，優選為2～5mm，細粒級顆粒的粒徑≤0.45mm，優選0.10～0.45mm，中細粒級顆粒的粒徑處于粗粒級顆粒和細粒級顆粒的粒徑之間。

進一步地，步驟S4包括：將粗粒級顆粒依次進行兩段磁選，得到第一產物；將中細粒級顆粒進行一段磁選，得到第二產物；將細粒級顆粒進行一段磁選，得到第三產物；第一產物、第二產物、第三產物共同組成鎳鈷錳產品。