[發明專利]廢電池黑粉的預處理方法及回收方法

在審

• 申請號: 202210233705.2
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114656002A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 李濤;張杰磊;王恒利
• 申請（專利權）人: 中國恩菲工程技術有限公司
• 主分類號: C01G53/10
• 分類號: C01G53/10;C01G51/10;C01G45/10;C01D15/08;C01B32/05;C01F7/428;C22B7/00;C22B21/00;C22B23/00;C22B15/00;C22B26/12;C22B47/00;H01M10/54;H01M10/05
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張美月

本發明提供一種電池黑粉的預處理方法和回收方法。該方法包括：采用堿性浸出劑對廢電池黑粉進行堿性浸出處理，得到漿液；堿性浸出劑為強堿化合物的分散液，堿性浸出劑的重量濃度為20～50％；廢電池黑粉包括活性成分、鋁元素、銅元素以及碳元素，其中活性成分包括鋰元素、鎳元素、鈷元素和錳元素中的一種或多種；對漿液進行固液分離處理，由上至下，依次得到輕相渣、液相產物和重相渣，其中，液相產物的密度與輕相渣的密度的差值＞0且≤0.3g/cm³；液相產物的密度與重相渣的密度的差值為3.3～3.9g/cm³；重相渣包括活性成分和銅元素；輕相渣包括碳元素；以占液相產物的重量百分含量計，液相產物包括0.3～2.6％鋁元素。

技術領域

本發明涉及廢舊電池的回收技術領域，具體而言，涉及一種廢電池黑粉的預處理方法及回收方法。

背景技術

廢電池黑粉是廢鋰離子電池經拆解、破碎、篩分、熱解、分選等工序得到的含鎳、鈷、錳、銅、鋁和鋰等金屬及碳粉的黑色粉體。

現有文獻(公開號CN111519031A)提供了一種從廢舊動力鋰離子電池黑粉中回收鎳鈷錳鋰的方法。該方法直接對電池黑粉進行還原浸出(硫酸和SO₂)得到以碳粉為主要成分的浸出渣和以各種金屬為主的浸出液，然后向浸出液中加入石灰乳得到含鋰溶液和鎳鈷錳富集物，含鋰溶液加碳酸鹽沉鋰得到粗碳酸鋰，鎳鈷錳的富集物再通過浸出-除鐵鋁-P204萃錳-P507萃鈷-P507萃鎳-蒸發結晶，沉錳等工序分別得到碳酸錳、硫酸鈷和硫酸鎳。該方法提高了鋰的回收率，工藝成熟穩定，產品質量好。但是，該工藝過程經過兩次浸出過程，酸堿消耗大。同時，黑粉中的鋁大部分進入鐵鋁渣中，造成渣量大、產品附加值低。

現有文獻(公開號CN112374511A)提供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。該方法利用黑粉中的石墨和粘結劑作為還原劑先在偏堿性條件浸出鋰，浸出液再通過蒸發濃縮和鼓入二氧化碳沉淀的方式回收鋰，浸出渣經過酸性浸出-除銅-除鐵鋁-除鈣鎂-萃取的方式得到硫酸鎳、硫酸鈷和硫酸錳的混合液。該方法工藝流程短，有價金屬回收率高，產品質量好。但是，該方法產生了大量的銅渣、鐵鋁渣和氟化物渣，環保壓力大。

現有文獻(公開號CN112207119A)公布了一種處理電池粉的方法。該方法先采用二乙醇胺破壞粘結劑，然后再對礦漿進行浸出-除鐵鋁-萃取的方式得到含鎳、鈷、錳的反萃液和含鋰的萃余液。該方法工藝流程短，且鎳、鈷、錳、鋰、銅和碳等有價元素都得到了回收利用。但是，該方法中有機物的引入對后續溶液處理造成一定的困難，同時鋁元素未得到有效回收，鐵鋁渣量大。

在上述采用直接酸性浸出的工藝中，由于黑粉中有大量的碳、鋁元素，造成浸出液中鎳、鈷、錳等元素濃度低，設備規模大，投資高，后續蒸發水量大，運行成本高；同時，由于黑粉中存在鋁元素，在浸出和除鐵鋁時消耗酸堿量大、產品附加值低。

在此基礎上，有必要研究并開發出一種能夠有效回收鋁元素，廢渣產量小以及產品附加值高的廢電池黑粉的預處理方法及回收方法。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種廢電池黑粉的預處理方法及回收方法，以解決現有技術中廢電池黑粉的回收處理方法難以有效回收鋁元素，且廢渣產量大以及產品附加值低的問題。

為了實現上述目的，本發明一方面提供了一種廢電池黑粉的預處理方法，該廢電池黑粉的預處理方法包括：采用堿性浸出劑對廢電池黑粉進行堿性浸出處理，得到漿液；堿性浸出劑為強堿化合物的分散液，堿性浸出劑的重量濃度為20～50％；廢電池黑粉包括活性成分、鋁元素、銅元素以及碳元素，其中活性成分包括鋰元素、鎳元素、鈷元素和錳元素中的一種或多種；對漿液進行固液分離處理，由上至下，依次得到輕相渣、液相產物和重相渣，其中，液相產物的密度與輕相渣的密度的差值＞0且≤0.3g/cm³；液相產物的密度與重相渣的密度的差值為3.3～3.9g/cm³；重相渣包括活性成分和銅元素；輕相渣包括碳元素；以占液相產物的重量百分含量計，液相產物包括0.3～2.6％鋁元素。