[發明專利]一種從廢舊三元鋰電池正極材料中回收有價金屬的方法

在審

• 申請號: 202011262609.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112646974A
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 但勇;趙林;趙澎;何建;高波;陳雪風
• 申請（專利權）人: 四川順應動力電池材料有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C22B1/02;C22B3/38;C22B23/02;C22B23/00;C22B26/12;C22B3/08;H01M10/54
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開了一種從廢舊三元鋰電池正極材料中回收有價金屬的方法，屬于鋰電池回收及再生技術領域。該方法首先將預處理后的廢舊三元正極粉料進行焙燒，然后通過水浸、選擇性提鋰后優先將鋰鹽回收；之后通過酸浸、除雜、萃取得到鎳鈷錳的硫酸鹽溶液，并作為原料直接制備三元前驅體。本發明通過先提鋰，減少了鋰元素對后續鎳鈷錳萃取的影響，降低了三元前驅體中的雜質含量，鎳鈷錳的回收率大大提高；同時，該方法還提高了鋰的回收率，降低了其回收成本。

技術領域

本發明屬于鋰電池回收及再生技術領域，特別涉及一種從廢舊三元鋰電池正極材料中回收有價金屬的方法。

背景技術

三元系鋰離子電池是近十年來發展十分迅猛的鋰離子電池之一，其中，鎳鈷錳酸鋰正極材料是三元鋰離子電池中的主要產品。

隨著鋰離子電池產業的發展，退役三元鋰離子電池帶來的環境污染和資源浪費問題日益嚴重。數量龐大的廢舊三元鋰電池材料蘊含豐富的鋰、鎳、鈷等有價元素，潛在資源量巨大，回收經濟價值高，系統地開展廢舊三元鋰電池材料的回收及再生技術，將有助于防治廢舊電池污染、緩解鎳鈷鋰資源短缺壓力，促進我國鋰電池產業的良性發展。

傳統廢舊三元鋰電池正極材料中的有價金屬均采用全濕法浸出進行回收，即將廢舊電池經放電、粉碎、焙燒后，再用無機強酸將有價金屬從正極材料中溶解一同浸出，浸出液經除雜、萃取等工序回收鎳鈷錳，鋰則通過在浸出液中加入沉淀劑得到鋰產品。

該全濕法回收方法存在以下問題：(1)正極材料中的鎳、鈷、錳、鋰等有價金屬一同被還原浸出后，后續鎳、鈷、錳提純工序中鋰作為雜質被夾帶到三元前驅體或三元正極材料產品中，影響產品質量；(2)由于該工藝流程較長，鋰在各工序中被夾帶造成損失，從而導致最終鋰的回收率較低，回收成本高。

發明內容

針對現有全濕法回收廢舊三元鋰電池正極材料中有價金屬的工藝方法中存在的鋰回收率低、成本高、工藝流程長等問題，本發明提供了一種從廢舊三元鋰電池正極材料中回收有價金屬的方法，該方法首先將預處理后的廢舊三元正極粉料進行焙燒，然后通過水浸、選擇性提鋰后優先將鋰鹽回收；之后通過酸浸、除雜、萃取得到鎳鈷錳的硫酸鹽溶液，并作為原料直接制備三元前驅體。該方法先提鋰，減少了鋰元素對后續鎳鈷錳萃取的影響，降低了三元前驅體中的雜質含量，鎳鈷錳的回收率大大提高；同時，該方法還提高了鋰的回收率，降低了其回收成本。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種從廢舊三元鋰電池正極材料中回收有價金屬的方法，包括以下步驟：

(1)焙燒還原：將拆解、破碎后的三元鋰電池正極材料，與碳粉混合均勻后充分焙燒還原；

(2)水浸：將充分焙燒還原后的焙燒料趁熱倒入水合肼溶液中水浸，防止還原物料被氧化；

(3)選擇性提鋰：向水浸后的混合料液中加入稀硫酸進行酸浸，后加入液堿調節漿料pH進行堿析出，過濾后實現鋰液與鎳鈷錳金屬渣濾餅的固液分離；

(4)酸浸：將過濾所得濾餅加水漿化后，泵入攪拌裝置中，滴加濃硫酸和雙氧水，浸泡后進行過濾處理，得到鎳鈷錳浸出液；

(5)鎳鈷錳液凈化：將鎳鈷錳浸出液除雜后萃取鈷、錳、鎳，得到的有機相經皂化和反萃，得到純凈的硫酸鈷、硫酸錳和硫酸鎳溶液；

(6)制備三元前驅體：將硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳溶液與氫氧化鈉溶液和氨水共沉淀，得到三元前驅體。

進一步的，步驟(1)中所述三元鋰電池正極材料是三元鋰電池在拆解、破碎后采用磁選方式篩選得到。

進一步的，步驟(1)中所述碳粉包括石墨粉、活性炭粉、其他碳粉中的一種或多種。

進一步的，步驟(1)中所述三元鋰電池正極材料與碳粉的質量比為10:1～5。