[發明專利]一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法

在審

• 申請號: 202310509321.3
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116544545A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 鄧文葉;白雪蓮;謝永新;陳帥;禹懷亮;余渝;王夢珍;張新龍
• 申請（專利權）人: 新疆工程學院
• 主分類號: H01M10/54
• 分類號: H01M10/54;C22B7/00
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所(普通合伙) 65106
• 代理人: 李靜

本發明涉及一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法，該方法用N?N,二甲基吡咯烷酮浸泡廢舊三元鋰離子電池正極材料，將其中的正極部分與鋁箔分離，然后將正極活性物質經煅燒，研磨，采用抗壞血酸和葡萄糖酸的混合酸作為浸出劑和還原劑，在微波溫度下微波加熱，得到含有價金屬的浸取液，再將浸取液進行抽濾得到濾液和濾渣，本發明采用抗壞血酸和葡萄糖酸的混合酸作為浸出劑和還原劑，減少了有機酸的消耗量，并輔以微波加熱進行浸出，縮短了浸出時間。該方法區別于傳統浸出方法，通過微波加熱對廢舊三元鋰電池正極材料中有價金屬進行浸出，工藝簡單、成本低、時間短、對環境友好，且能夠保證高回收率和高純度。

技術領域

本發明涉及一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法，屬于廢舊三元鋰電池回收領域。

背景技術

隨著電動汽車的普及，鋰離子電池被廣泛應用于電動汽車的儲能領域，動力電池市場的快速增長將不可避免地導致大量廢舊鋰電池的生產。

廢棄的鋰離子電池如果不回收，將破壞土壤、空氣和水環境，會造成有價的金屬元素(如錳Mn、鈷Co、鎳Ni和鋰Li)的資源浪費，從廢舊鋰離子電池中回收有價金屬具有經濟和環境價值。

濕法冶金以其設備運行成本低、能耗低、操作簡單、回收率高等優點越來越受到人們的重視。其中，酸浸是成本最低、效益最高、最簡單且最環保的方法。采用鹽酸、硫酸和硝酸等無機酸進行浸出，但無機酸具高腐蝕性，同時浸出過程中會產生Cl₂、SO_x、NO_x等有毒氣體，出現二次污染問題。

所以近年來，檸檬酸，蘋果酸，草酸，琥珀酸，酒石酸，乳酸，甲酸等有機酸作為浸出劑在浸取出廢舊正極材料中的有價金屬工藝中越來越受到歡迎。單一的有機酸作為浸出劑時，需高濃度的有機酸才能使正極材料完全溶解，混合有機酸浸出法，可以減少酸的消耗。

微波加熱技術憑借對礦物中金屬的反應速度快、回收率高，反應溫度低、時間短和綠色環保等優點，廣泛用于礦物浸出研究，是一種新興的綠色冶金方法。

因此需要尋找一種混合有機酸在浸出過程中作為浸出劑和還原劑并輔以微波加熱技術，使浸出工藝用酸量少、成本低、時間短、效率高和對環境友好。

發明內容

本發明的目的在于，提供了一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法。該方法以混合酸抗壞血酸和葡萄糖酸作為浸出體系，輔以微波加熱技術從廢舊三元鋰電池正極材料中浸出有價金屬。一方面本發明采用抗壞血酸和葡萄糖酸的混合浸出體系，減少了有機酸的使用量。另一方面微波輔助浸出與傳統浸出方法比較，減少了反應時間，提高了浸出效率。

本發明所述的一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法，按下列步驟進行：

a、將廢舊三元鋰電池放電拆解后的正極部分浸泡在N-N,二甲基吡咯烷酮中，溫度為80℃，攪拌2h，再超聲1h，使鋁箔與廢舊三元鋰電池中含有金屬氧化物的正極活性物質分離，得到正極活性物質與N-N,二甲基吡咯烷酮的混合液；

b、將步驟a中得到的混合液經抽濾后，將其中的正極活性物質在烘箱中溫度80℃烘12h，得到干燥的正極活性物質；

c、將步驟b中干燥后的正極活性物質在高溫600℃下煅燒5h，再研磨1h，即得可供酸浸的正極活性物質粉末；

d、配置濃度為0-2mol/L的抗壞血酸溶液和濃度為0.5-1.5mol/L的葡萄糖酸溶液，按照固液比5-25g/L加入步驟c中正極活性物質，在微波溫度50-90℃下微波加熱3-15min，得到含有價金屬的浸取液，再將浸取液進行抽濾得到濾液和濾渣，濾液用于ICP測試分析，得到各金屬在濾液中的濃度，從而計算各金屬的浸出率；

本發明一種微波輔助回收廢舊三元鋰電池中有價金屬的方法，與現有技術相比，具有如下技術效果：