[發(fā)明專利]一種廢舊鋰電池回收浸出LiHCO3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011636165.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112853120B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮炎飛;張旭霞;唐光華;郭澤宇;楊亮
• 申請（專利權(quán)）人: 衢州華友資源再生科技有限公司;浙江華友鈷業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22B26/12
• 分類號: C22B26/12;C22B3/24;C22B7/00;H01M10/54
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 欽榮燕

本發(fā)明屬于鋰離子電池回收技術(shù)領(lǐng)域，提供一種廢舊鋰離子電池回收LiHCO₃溶液深度除氟的方法，以LiHCO₃溶液為原液制備電池級碳酸鋰。包括以下步驟：A.原料準(zhǔn)備；B.堿洗除氟劑；B.通CO₂調(diào)控體系pH；D.LiHCO₃溶液除氟；E.除氟劑再生。本發(fā)明通過向LiHCO₃溶液加入含鋁、鈦、鋯、氮等元素的除氟劑，并鼓CO₂氣體調(diào)控反應(yīng)pH，既能達(dá)到深度除氟效果，又能保證LiHCO₃溶液體系不變，同時(shí)不會(huì)引入新的雜質(zhì)，滿足后續(xù)電池級碳酸鋰的制備要求，提升了產(chǎn)品品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池回收技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種廢舊鋰電池回收浸出液的除氟方法。

背景技術(shù)

近年鋰離子電池的使用數(shù)量成倍增加，伴隨而來的是被淘汰電池?cái)?shù)量的同步增長。鋰離子電池中含有鈷、鎳、錳、鋰等高附加值的金屬。如果不加以回收，不僅浪費(fèi)資源，而且電池中含有的電解質(zhì)等物質(zhì)極易造成環(huán)境污染。因此需要對電池進(jìn)行有效的回收，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。在鋰離子電池中各有價(jià)元素提純分離的過程中，常常存在鋁箔、銅箔和電池極粉不能分離完全、電解液中的氟隨著浸出而進(jìn)入浸出液，造成后續(xù)產(chǎn)品中氟含量高。目前廢舊電池的回收工藝中，鋰離子電池經(jīng)過破碎篩分后，得到的電池粉經(jīng)過浸出、除雜、萃取，回收有價(jià)金屬，而除氟主要在回收工藝的后段進(jìn)行處理。后段除氟的劣勢包括：(1)在有價(jià)金屬回收過程中，廢水中的各種離子濃度會(huì)逐漸增加，導(dǎo)致后段除氟效果不佳，輔料用量加大，除氟渣中夾帶大量的鹽份，增加渣量；(2)鋰離子電池中的氟在浸出工序隨各種金屬一起進(jìn)入溶液，會(huì)加快設(shè)備腐蝕；(3)氟離子與溶液中的其它離子能形成穩(wěn)定的化合物，容易導(dǎo)致管道堵塞；(4)氟在萃取段則會(huì)進(jìn)入到P-204的反萃液中，不斷富集循環(huán)，造成萃取過程中氟夾帶進(jìn)入產(chǎn)品，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對電池粉料浸出液進(jìn)行除氟處理能夠避免上述問題。

目前較為成熟的除氟方法有化學(xué)沉淀法、活性氧化鋁吸附法、離子交換樹脂法等。沉淀法中，鈣鹽是使用較為廣泛的除氟試劑，利用生成難溶性CaF₂達(dá)到除氟效果。電池粉料通過焙燒還原后，再進(jìn)行碳化浸出獲得LiHCO₃溶液，為保證LiHCO₃溶液體系不變，且避免引入鈣鹽雜質(zhì)，影響電池級碳酸鋰制備，根據(jù)氟化鈣Ksp常數(shù)計(jì)算，加入少量鈣鹽，除氟效果不理想。因此，在LiHCO₃溶液中添加鈣鹽只能做到粗除氟，并不能達(dá)到深度除氟的目的，且影響電池級碳酸鋰的品質(zhì)。而現(xiàn)有的吸附性除氟劑基本在酸性條件下的除氟效果較佳，在偏堿性條件下除氟效果差。因此采用現(xiàn)有的除氟劑對偏堿性的LiHCO₃溶液除氟效果差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種廢舊鋰電池回收浸出液深度除氟的方法，該方法能達(dá)到深度除氟的目的，同時(shí)不會(huì)引入新的污染因子。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的一種廢舊鋰電池回收浸出LiHCO₃溶液深度除氟的方法，具體包括如下步驟：

A.原料準(zhǔn)備：取一定量廢舊電池料碳化預(yù)浸制得的LiHCO₃溶液，按LiHCO₃溶液體積加入5％～20％除氟劑，即1000mLLiHCO₃溶液加50g～200g除氟劑；所述的除氟劑為包括氧化鋁、鈦酸丁酯、硫酸鋯和含氮化合物制成的經(jīng)酸活化后的復(fù)合材料；

B.堿洗除氟劑：將除氟劑和無機(jī)堿按照一定固液比混合攪拌，后過濾，得到洗脫氯根或硫酸根的除氟劑；

C.調(diào)節(jié)體系pH：將步驟B得到的除氟劑加入LiHCO₃溶液中，然后通入CO₂，調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH為7～8；

D.LiHCO₃溶液除氟：室溫下邊鼓氣邊攪拌反應(yīng)，后壓濾得到LiHCO₃除氟液和含氟渣；