[發明專利]一種廢舊磷酸鐵鋰電池與鎳鈷錳三元電池綜合回收工藝

在審

• 申請號: 202210916134.2
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115321502A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 肖地聞;肖宏;馬成;李林海;蔡鴻雁;趙思思;梁余威;潘俊源
• 申請（專利權）人: 廣西埃索凱循環科技有限公司
• 主分類號: C01B25/37
• 分類號: C01B25/37;C01D15/08;C01G45/02;C01G51/04;C01G53/04;H01M10/0525;H01M10/54
• 代理公司: 長沙德權知識產權代理事務所(普通合伙) 43229
• 代理人: 葛艷

本發明公開了一種廢舊磷酸鐵鋰電池與鎳鈷錳三元電池綜合回收工藝，包括如下步驟：1)將磷酸鐵鋰電池和鎳鈷錳三元電池分別破碎、磁選后過篩，得到兩種電池粉；2)將兩種電池粉煅燒處理后得到混合粉料；3)將混合粉料進行酸浸反應，酸浸反應完成后加入氧化劑繼續反應，反應完成后過濾得到磷鐵石墨渣和含鎳鈷錳鋰濾液；4)依次進行萃取處理、反萃取處理和再次萃取處理，而分離得到含鎳沉淀、含鋰溶液、含錳有機相及含鈷水相；5)將磷鐵石墨渣加入第二酸溶液進行反應，過濾得到石墨渣和磷酸鐵溶液。本發明可達到資源充分回收利用，經濟效益更高，且工藝流程簡單，可自動化連續生產。

技術領域

本發明涉及電池回收技術領域，具體涉及一種廢舊磷酸鐵鋰電池與鎳鈷錳三元電池綜合回收工藝。

背景技術

當前磷酸鐵鋰電池和鎳鈷錳三元電池受到廣泛關注，隨著兩種電池使用量的快速增長，廢舊電池的量近些年也大幅增長，電池的回收與重新利用成為熱點。現有技術中，磷酸鐵鋰電池和鎳鈷錳三元電池大都采用不同的回收系統進行回收，而對綜合回收研究甚少。

公開號為CN110371943的中國專利公開了一種鎳鈷錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合粉料的選擇性回收工藝，其包括以下步驟：將鎳鈷錳酸鋰和磷酸鐵鋰混合粉料干燥，粉碎，過篩，得到混合粉料；將混合粉料加入酸溶液中，再加入轉化劑，酸浸處理，過濾，分別得到磷鐵石墨渣和含鎳鈷錳磷鐵鋰濾液；將沉淀劑和轉化劑加入含鎳鈷錳磷鐵鋰濾液中，調節pH，過濾，分別得到磷酸鐵渣和含鎳鈷錳鋰濾液；調節含鎳鈷錳鋰濾液的pH，過濾，分別得到鎳鈷錳渣和含鋰濾液，對鎳鈷錳渣水洗、干燥，得到鎳鈷錳碳酸鹽或氫氧化物；將磷酸鈉加入含鋰濾液中，提鋰，過濾，分別得到沉鋰后液和磷酸鋰。該方法可對鎳、鈷、錳、鋰進行選擇性回收，且浸出率較高，然而其得到的回收產品為鎳鈷錳氫氧化物，沒有進行進一步分離，后續利用不便，經濟價值較低，且磷酸鐵渣為酸浸不溶物及磷酸鐵的混合浸出渣，含有較多雜質，沒有經濟價值，因此該工藝對磷、鐵元素幾乎不回收，而隨著磷酸鐵鋰電池原料的漲價，磷、鐵元素的回收也具有極為重要的經濟價值，因此，本發明旨在開發一種更為全面的綜合回收工藝，以更好地滿足實際需要，提升經濟效益。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種廢舊磷酸鐵鋰電池與鎳鈷錳三元電池綜合回收工藝，以保證鎳、鈷、錳、鋰回收的同時，保證磷、鐵元素的充分回收，提高經濟效益。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種廢舊磷酸鐵鋰電池與鎳鈷錳三元電池綜合回收工藝，包括如下步驟：

1)將磷酸鐵鋰電池和鎳鈷錳三元電池分別破碎、磁選后過篩，得到兩種電池粉；

2)將兩種電池粉分別煅燒后混合得到混合粉料；由于電池料中含有電解液、導電質、粘結劑等液態雜質，煅燒可減少液態雜質對后續分離工序的干擾；

3)將混合粉料加入第一酸溶液進行酸浸反應，酸浸反應完成后加入氧化劑繼續反應，反應完成后過濾得到磷鐵石墨渣和含鎳鈷錳鋰濾液，氧化劑用于氧化二價鐵離子；

4)往含鎳鈷錳鋰濾液內加入第一萃取劑進行萃取后分離，得到含鋰和鎳的第一溶液和含錳和鈷的第二溶液；往第一溶液內加入堿性物質得到含鎳沉淀以及含鋰溶液；往第二溶液中加入第二萃取劑進行反萃取，得到含錳和鈷的水相，往含錳和鈷的水相中加入第三萃取劑進行萃取后分離，得到含錳有機相及含鈷水相；

5)將磷鐵石墨渣加入第二酸溶液進行反應，過濾得到石墨渣和磷酸鐵溶液。

進一步地，步驟2)中，混合粉料中，磷酸鐵鋰電池粉與鎳鈷錳三元電池粉的質量比大于或等于1:1。混合粉料中，磷酸鐵鋰中的二價鐵可還原鎳鈷錳酸鋰中超過二價的金屬離子，若磷酸鐵鋰含量設置不當，鎳鈷錳酸鋰無法被充分還原，進而影響鎳鈷錳回收率。