CN103045870B - 一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，通过对废弃锂离子电池进行放电、风干、拆解、破碎后利用筛分、重选、涡流分选、化学浸出、离子筛分离锂和镍钴锰等多个步骤对对废弃锂离子电池中的有价金属、隔膜、石墨等材料综合回收利用，且该综合回收方法简单、高效、纯度高，而且没有污染，适合工业化推广。

Description

一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法
【技术领域】
本发明涉及资源回收利用领域，特别涉及从废弃电池中综合利用有价金属的方法。
【背景技术】
锂离子电池是一种综合性能较好的可充电化学电池，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于移动通讯、笔记本电池、便携式工具、电动汽车等领域。目前市场上的锂离子二次电池使用的正极材料主要是钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂以及其他含有锂的二元/三元材料，这些正极材料均含有宝贵的金属锂资源。由于锂离子电池使用的正极材料用量很大，对于不可再生的金属资源的消耗非常大，因此在锂离子电池使用量与日俱增的同时，回收废旧锂离子电池中价值高、含量较大的金属，对实现节能减排、可持续发展，具有十分重要的意义。
虽然锂离子二次电池的商业化技术几十年来日益成熟，但相应的废旧锂离子二次电池回收技术的研究和开发则显得比较滞后，特别是对废弃锂离子电池中的各种物质如有价金属、隔膜、石墨等材料综合回收利用的方法研究较少，回收率较低，纯度也不高，且大多处于实验室研究阶段，技术方面还有待优化和完善。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明公开了一种工艺简单、回收效率高、纯度高的从一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法。
本发明公开的一种从废弃锂离子电池中资源化综合利用有价金属的方法，包括如下步骤：
（1）将废弃锂离子电池放电、风干后对塑料外壳进行碾压破碎；
（2）对破碎后的电池进行重力分选，得到含有金属外壳的电芯；
（3）对电芯进行磁选，将钢壳电芯和铝壳电芯分离；
（4）对钢壳电芯在惰性气体环境中进行二次破碎，将破碎后的钢壳电芯进行磁选，使钢壳碎片和含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片分离，对铝壳电芯进行破碎，将含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片和铝壳电芯碎片混合再次进行粉碎得到电芯碎末；
（5）对电芯碎末利用振动筛进行筛分，筛上物含有铜、铝、塑料、隔膜，筛下物含有正负极材料、集流体材料；
（6）对筛上物进行重选回收隔膜材料，再进行涡流分选，回收铜及铝；
（7）对筛下物进行稀硫酸擦洗、超声波清洗后，再通过振动筛筛分，筛上物为铝，筛下物含有正负极材料、集流体材料；
（8）对步骤（7）的筛下物用硫酸和过氧化氢浸出，对浸出物进行压滤，回收石墨原料；
（9）对滤液用离子筛将锂进行选择性吸附，将锂和镍钴锰分离。
优选地，所述步骤（4）的钢壳电芯破碎至10-20mm，钢壳电芯和铝壳电芯破碎后用双飞粉碱液以及磷酸钠混合液吸收电池中的电解液。
优选地，所述步骤（5）中振动筛的筛孔为10-15mm。
优选地，所述步骤（7）的振动筛的筛孔为8-10mm。
优选地，所述步骤（8）硫酸浓度为2-4mol/l,过氧化氢浓度为30%。
优选地，所述步骤（9）中的离子筛为λ-MnO2离子筛，将含有镍钴锰溶液烘干得到镍钴锰中间体材料。
本发明可以高效对废弃锂离子电池中的有价金属、隔膜、石墨等材料综合回收利用，且综合回收利用方法简单、高效、纯度高，而且没有污染。
【附图说明】
图1是本发明工艺流程图。
【具体实施方式】
将废弃锂离子电池放电、风干后对塑料外壳进行碾压破碎,对破碎后的电池进行重力分选，得到含有金属外壳的电芯,对电芯进行磁选，将钢壳电芯和铝壳电芯分离,对钢壳电芯在惰性气体环境中进行二次破碎至10-20mm，将破碎后的钢壳电芯进行磁选，使钢壳碎片和含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片分离，对铝壳电芯进行破碎，将含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片和铝壳电芯碎片混合再次进行粉碎得到电芯碎末,对电芯碎末利用振动筛进行筛分，振动筛的筛孔为10-15mm，筛上物含有铜、铝、塑料、隔膜，筛下物含有正负极材料、集流体材料,对筛上物进行重选回收隔膜材料，再进行涡流分选，回收铜及铝,对筛下物进行稀硫酸擦洗、超声波清洗后，再通过振动筛筛分，振动筛的筛孔为8-10mm，筛上物为铝，筛下物含有正负极材料、集流体材料；对筛下物用2-4mol/l的硫酸和30%过氧化氢浓度浸出，对浸出物进行压滤，回收石墨原料,对滤液用λ-MnO2离子筛将锂进行选择性吸附，将锂和镍钴锰分离优选地，将含有镍钴锰溶液烘干得到镍钴锰中间体材料。
本发明可以高效对废弃锂离子电池中的有价金属、隔膜、石墨等材料综合回收利用，且综合回收利用方法简单、高效、纯度高，而且没有污染，适用于工业化推广使用。
综上所述，尽管本发明通过具体实施方式对本发明进行了详细描述，但本领域一般技术人员应该明白的是，上述实施例仅仅是对本发明的优选实施例的描述，而非对本发明保护范围的限制，本领域一般技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将废弃锂离子电池放电、风干后对塑料外壳进行碾压破碎；
（2）对破碎后的电池进行重力分选，得到含有金属外壳的电芯；
（3）对电芯进行磁选，将钢壳电芯和铝壳电芯分离；
（4）对钢壳电芯在惰性气体环境中进行二次破碎，将破碎后的钢壳电芯进行磁选，使钢壳碎片和含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片分离，对铝壳电芯进行破碎，将含有正负极片、集流体、隔膜的电芯碎片和铝壳电芯碎片混合再次进行粉碎得到电芯碎末；
（5）对电芯碎末利用振动筛进行筛分，筛上物含有铜、铝、塑料、隔膜，筛下物含有正负极材料、集流体材料；
（6）对筛上物进行重选回收隔膜材料，再进行涡流分选，回收铜及铝；
（7）对筛下物进行稀硫酸擦洗、超声波清洗后，再通过振动筛筛分，筛上物为铝，筛下物含有正负极材料、集流体材料；
（8）对步骤（7）的筛下物用硫酸和过氧化氢浸出，对浸出物进行压滤，回收石墨原料；
（9）对滤液用离子筛将锂进行选择性吸附，将锂和镍钴锰分离。
2.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，
其特征在于:所述步骤（4）的钢壳电芯破碎至10-20mm。
3.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于:所述步骤（4）中钢壳电芯和铝壳电芯破碎后用双飞粉碱液以及磷酸钠混合液吸收电池中的电解液。
4.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于:步骤（5）中振动筛的筛孔为10-15mm。
5.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于:所述步骤（7）的振动筛的筛孔为8-10mm。
6.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于:所述步骤（8）硫酸浓度为2-4mol/L,过氧化氢浓度为30%。
7.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（9）中的离子筛为λ-MnO2离子筛。
8.如权利要求1所述的从废弃锂离子电池中资源化综合回收有价金属的方法，其特征在于：所述步骤（9）中的将含有镍钴锰溶液烘干得到镍钴锰中间体材料。
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