[發明專利]一種廢三元鋰電池正極材料制備高純硫酸鈷溶液的方法

有效

• 申請號: 202110178008.7
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112981112B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 高月春
• 申請（專利權）人: 余姚市鑫和電池材料有限公司
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C01G51/10;C22B23/00;H01M10/54
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

一種廢三元鋰電池正極材料制備高純硫酸鈷溶液的方法，涉及廢三元鋰電池正極材料回收技術領域，包括破碎分離、硫酸一次浸出、硫酸二次浸出、一次浸出液除鋁鐵、一次萃取、二次萃取、反萃；在多次浸出及萃取后，鈷回收率高，制備得到的硫酸鈷溶液純度高，雜質元素含量低，且工序安全環保，適合工業化應用。

技術領域

本發明涉及廢三元鋰電池正極材料回收技術領域，尤其涉及一種廢三元鋰電池正極材料制備高純硫酸鈷溶液的方法。

背景技術

隨著我國經濟的騰飛和環保意識的日益提高，帶動了新能源汽車行業的快速發展。其中的鋰電池材料技術是其關鍵核心之一，因此電池材料制造用的硫酸鈷的需求量也日益增長；于此同時，隨著鋰電池用量的增加，其過高的消耗量也使鋰電池固體廢物成為世界上增長最快的廢物之一，引發了資源的浪費以及環境的污染等一系列問題，因此，從廢舊鋰電池固體廢物中制備高純的硫酸鈷儼然成為了人們繼續公關的項目之一，然而現有技術中通常采用“火法”對廢舊鋰電池固體廢物中的金屬元素鈷進行回收，例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種回收廢舊鋰電池正極粉料中金屬的鈉鹽焙燒方法”，其公告號CN107586960B，其公開了一種回收廢舊鋰電池正極粉料中金屬的鈉鹽焙燒方法，采用了焙燒，破碎，研磨，酸浸處理的方式進行金屬分離，然而電池正極粉料中通常混有粘結劑、隔膜等，煅燒不但能耗較高，并且非常容易產生大量粉塵和有毒廢氣，不但容易污染環境，也會對人體的健康產生嚴重影響。

發明內容

本發明是為了克服目前現有技術中通常采用焙燒，破碎，研磨，酸浸處理的方式對廢舊三元鋰電池的金屬元素鈷進行分離，然而電池正極粉料中通常混有粘結劑、隔膜等，煅燒不但能耗較高，并且非常容易產生大量粉塵和有毒廢氣，不但容易污染環境，也會對人體的健康產生嚴重影響等問題，提出了一種廢三元鋰電池正極材料制備高純硫酸鈷溶液的方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種廢三元鋰電池正極材料制備高純硫酸鈷溶液的方法，包括以下制備步驟：

S1：破碎分離：將廢三元鋰電池進行破碎后進行磁吸、分級過篩和旋風沉降，制備得到電池粉料；

S2：硫酸一次浸出：將電池粉料置于水和二次浸出液中得到混合液，隨后加入硫酸反應溶解得到溶解液；

S3：在溶解液中加入還原劑，反應后進行固液分離，得碳粉渣和一次浸出液；

S4：硫酸二次浸出：將碳粉渣置于水中，加入硫酸反應溶解得到碳粉渣溶解液；

S5：在碳粉渣溶解液中加入還原劑，反應后進行固液分離，得到二次碳粉渣和二次浸出液；

S6：一次浸出液除鋁鐵：在一次浸出液中加入碳酸鈉溶液進行除鐵鋁反應，過濾后制備得到鋁鐵渣和除鐵鋁液；

S7：一次萃取：在除鐵鋁液中加入金屬萃取劑，萃取后分離得到含鈷水相；

S8：二次萃取：在含鈷水相加入金屬萃取劑，萃取后分離制備得到含鈷有機萃取相；

S9：反萃：將含鈷有機萃取相置于硫酸溶液中，反萃后分離金屬萃取劑，制備得到高純硫酸鈷。