[發明專利]一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法

在審

• 申請號: 202111388878.3
• 申請日: 2021-11-22
• 公開（公告）號: CN114132951A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 王佳東;吳繼崇;張杰;王海;李超;楊文勇;羅夢華;蒙凱
• 申請（專利權）人: 廣西銀億新材料有限公司
• 主分類號: C01D15/08
• 分類號: C01D15/08;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 南寧市科典知識產權代理事務所(普通合伙) 45135
• 代理人: 閉仁勇

本發明屬于鋰電池回收利用技術領域，具體涉及一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法，主要步驟包括(1)將廢舊鋰電池拆解得到黑粉，向黑粉中添加固氟劑，混均后進行加壓焙燒，得到熟料粉；(2)向熟料粉中加入水攪拌均勻制成漿料，然后向漿料中通入二氧化碳氣體進行反應，經固液分離得到含鋰溶液；(3)將含鋰溶液加熱分解后得到高純度的碳酸鋰。本發明具有可高效提取回收廢舊鋰電池材料中鎳鈷錳酸鋰、氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等多種類型鋰金屬，同時實現固化雜質氟的技術特點，有效地解決不同鋰電池類型中鋰結合形式各異、回收率低、氟雜質含量高和鋰產品品質低的技術難題。

技術領域

本發明屬于鋰電池回收利用技術領域，具體涉及一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法。

背景技術

近年來隨著全球對碳中和的重視，新能源汽車產業迅猛發展，新能源汽車的保有量成倍增長。新能源汽車動力鋰電池服役期一般為6年左右，隨著新能源汽車產銷量的激增，動力鋰電池退役量日益增長的同時，退役動力鋰電池的回收利用問題也日益凸顯。鋰電池對環境的污染問題不容忽視，但電池中也含有豐富的鎳、鈷、錳、鋰等金屬，具有較高的回收利用價值。

目前，國內對于鋰電池中鎳、鈷、錳金屬的濕法冶金回收工藝已實現工業化，但對于鋰電池中鋰金屬的回收利用工藝還不夠成熟，主要是鋰電池中的鋰金屬分為鎳鈷錳酸鋰、氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等多種類型，要想同時實現鋰電池中不同類型鋰金屬的回收，以及鋰與鎳、鈷、錳的分離提取，成本高且難度大。

專利CN112158894A公開了一種廢舊鋰電池正極材料的回收方法，主要是對鋰電池正極材料進行酸浸，用鐵粉還原除銅，然后將除銅后液加熱加入廢舊電池正極粉混合反應，調pH除鐵鋁，濾液萃取鎳鈷錳，將鎳鈷錳溶液沉淀三元前驅體，最后在萃余液中沉鋰得到碳酸鋰。該方法雖然實現鋰與鎳鈷錳的分離回收，但該方法在除雜、萃取過程中，鋰損失率較高，且萃余液中鋰濃度較低且雜質含量高，沉淀得到的碳酸鋰純度低，回收鋰的經濟效益較差。

專利CN112374511A公開了一種廢舊三元鋰電池回收制備碳酸鋰和三元前驅體的方法，主要通過黑粉中自帶的石墨、粘結劑作為還原劑，通過自還原相轉化破壞三元材料的結構，采用碳酸化水浸提取鋰金屬。該方法雖然實現鋰的優先提取，但只能提取三元材料中的鋰金屬，不能提取負極材料、電解液中氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等其他類型的鋰金屬，導致鋰提取率偏低，制備的碳酸鋰產品純度偏低。

發明內容

本發明旨在解決上述技術問題，本發明提供了一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法，可高效提取回收廢舊鋰電池材料中鎳鈷錳酸鋰、氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等多種類型鋰金屬，同時實現固化雜質氟的技術特點，有效地解決不同鋰電池類型中鋰結合形式各異、回收率低、氟雜質含量高和鋰產品品質低的技術難題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種廢舊鋰電池黑粉加壓焙燒固氟提鋰的方法，包括如下步驟：

(1)將廢舊鋰電池拆解得到黑粉，向黑粉中添加固氟劑，混均后進行加壓焙燒，得到熟料粉；

(2)向熟料粉中加入水攪拌均勻制成漿料，然后向漿料中通入二氧化碳氣體進行反應，反應結束后經固液分離得到含鋰溶液；

(3)將含鋰溶液加熱分解后經固液分離，得到高純度的碳酸鋰。

優選地，步驟(1)中，本發明所述廢舊鋰電池為鎳鈷錳酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰中的一種。

為了獲得固氟提鋰的效果，優選地，步驟(1)中，本發明所述固氟劑為CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃中的一種或多種。本發明中，固氟劑中鈣元素主要與黑粉中的氟化鋰、磷酸鋰、六氟磷酸鋰等鋰化合物反應生成難溶于水的氟化鈣、磷酸鈣等物質，鋰則生成碳酸鋰，通過后續碳化達到固氟提鋰的效果。