[發(fā)明專利]去除鋰電池正極浸出液中氟的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111246998.X
• 申請(qǐng)日: 2021-10-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114214517B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽(yáng)石保;李長(zhǎng)東;喬延超;陳若葵;阮丁山;蔡勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東邦普循環(huán)科技有限公司;湖南邦普循環(huán)科技有限公司;湖南邦普汽車循環(huán)有限公司
• 主分類號(hào): C22B7/00
• 分類號(hào): C22B7/00;C22B26/12;C22B23/00;C22B47/00;C01F7/54;H01M10/54
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 陳攀登

本發(fā)明公開(kāi)了一種去除鋰電池正極浸出液中氟的方法，包括將電池粉加酸和氧化劑進(jìn)行浸出，所得浸出液經(jīng)除雜后得到含氟溶液，向含氟溶液中加入絲鈉鋁石，同時(shí)加入硫酸，在一定溫度下攪拌反應(yīng)，固液分離得到除氟后液和濾渣，濾渣經(jīng)洗滌得到粗制六氟鋁酸鈉。本發(fā)明將絲鈉鋁石用于廢舊鋰電池除氟，絲鈉鋁石的選擇性好，不與溶液中鎳、鈷、錳、鋰等反應(yīng)，只與溶液中氟離子反應(yīng)，從而達(dá)到了選擇性除氟的目的，避免了溶液中鎳鈷錳鋰金屬的損失；從除氟反應(yīng)方程式看，一摩爾的鋁可以結(jié)合六摩爾的氟，除氟容量大，且除氟時(shí)消耗了溶液中鈉離子，降低了溶液中鈉離子的濃度，提高了硫酸鎳鈷錳溶液產(chǎn)品的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢舊電池回收技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種去除鋰電池正極浸出液中氟的方法。

背景技術(shù)

鋰電池由于能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)、額定電壓高、自放電率低等，在手機(jī)、筆記本電腦和新能源汽車等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并被譽(yù)為未來(lái)儲(chǔ)能電池的發(fā)展方向。隨著全球經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展，對(duì)鋰電池的需求將會(huì)進(jìn)一步增加，預(yù)計(jì)全球鋰電池產(chǎn)量增速每年將保持在10％以上。然而鋰電池是有使用壽命的，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年全世界廢棄的鋰電池總量將超過(guò)250億只，質(zhì)量達(dá)到50萬(wàn)噸。因此對(duì)于廢棄的鋰電池回收處理也成為亟待要解決的問(wèn)題。

由于鋰電池本身含有電解液六氟磷酸鋰，以及在浸出回收鎳鈷錳鋰金屬時(shí)會(huì)加入氟化鈉除鈣鎂等雜質(zhì)，所以廢舊鋰電池的浸出液中不可避免會(huì)引入氟。目前對(duì)于廢舊鋰電池浸出液除氟的工藝文獻(xiàn)報(bào)道的較少，傳統(tǒng)的工藝是先用萃取劑把廢舊鋰電池中的鎳鈷錳萃取出來(lái)，氟留在萃余液中，然后再將萃余液打入水處理車間除氟。但是該工藝也存在一系列問(wèn)題：1)萃取時(shí)會(huì)有一部分氟進(jìn)入到鎳鈷錳溶液中，造成后續(xù)合成的前驅(qū)體產(chǎn)品質(zhì)量不過(guò)關(guān)；2)氟會(huì)對(duì)萃余液后續(xù)除油、COD造成一定的影響，導(dǎo)致廢水不達(dá)標(biāo)；3)氟的存在會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕，縮短設(shè)備使用壽命。針對(duì)上述存在的一些問(wèn)題，有必要開(kāi)發(fā)新的除氟工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明提出一種去除鋰電池正極浸出液中氟的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種去除鋰電池正極浸出液中氟的方法，包括以下步驟：

S1：將電池粉加酸和氧化劑進(jìn)行浸出，所得浸出液經(jīng)除雜后得到含氟溶液；

S2：向所述含氟溶液中加入絲鈉鋁石，同時(shí)加入硫酸，在一定溫度下攪拌反應(yīng)，固液分離得到除氟后液和濾渣，所述濾渣經(jīng)洗滌得到粗制六氟鋁酸鈉。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，步驟S1中，所述氧化劑為雙氧水。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，步驟S1中，所述除雜包括加入氟化鈉除鈣鎂的工序。進(jìn)一步地，所述除雜還包括加入碳酸鈉除鐵鋁的工序。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，步驟S2中，所述絲鈉鋁石的制備如下：將鋁粉與氫氧化鈉溶液混合反應(yīng)，過(guò)濾得到偏鋁酸溶液，向所述偏鋁酸溶液中通入二氧化碳?xì)怏w，在一定溫度下攪拌反應(yīng)，直至溶液終點(diǎn)pH穩(wěn)定在一定范圍后，停止攪拌，將溶液陳化一段時(shí)間，過(guò)濾得到所述絲鈉鋁石。其中，過(guò)濾得到絲鈉鋁石需用純水洗滌2-3次，然后在80-120℃下干燥4-6h。優(yōu)選的，所述鋁粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的溫度為50-80℃，反應(yīng)的時(shí)間為30-60min；溶液終點(diǎn)pH控制在5.0-7.0；陳化的時(shí)間為2-5h。絲鈉鋁石的制備反應(yīng)式為：2Al+2NaOH+2H₂O＝2NaAlO₂+3H₂↑、NaAlO₂+CO₂+H₂O＝NaAlCO₃(OH)₂↓。

在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述鋁粉為廢舊鋰電池經(jīng)放電、拆解、破碎、分選和篩分后得到鋁渣，鋁渣再經(jīng)細(xì)破，過(guò)100目篩，得到的鋁渣粉。絲鈉鋁石的制備原料采用廢舊鋰電池拆解得到的鋁渣，不僅除氟效果好，而且大大降低了除氟成本。