CN108677014B - 一种废旧动力电池的回收方法 - Google Patents

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Abstract

一种废旧动力电池的回收方法，其中，电解质的回收步骤如下：将废旧动力电池放电；拆解得到的电极和隔膜采用乙腈溶剂浸泡，再过滤蒸馏得到电解质。进一步包括如下步骤：正极片采用NaOH溶液浸泡并进行超声波处理，经过筛分、洗涤、干燥、球磨，得到有价金属回收料；采用葡萄糖酸和盐酸进行浸出，并加入双氧水作为还原剂；浸出液中加入硫化钠溶液并通入硫化氢气体进行除铜；脱铜后的溶液萃取回收Co；萃余液回收Ni；蒸馏后回收Li。同时，还对铜箔、铝箔和石墨进行回收。采用本方法，成本低、方法简单、综合回收率高。

Description

一种废旧动力电池的回收方法
技术领域
本发明涉及一种废旧动力电池的回收方法，尤其涉及一种废旧动力电池中电解质的回收方法。
背景技术
锂离子电池除了传统的储能领域，在电动汽车行业也有广泛应用。由于锂离子电池使用寿命有限，即意味着废旧动力电池的产生量也在逐年增加，这么多电池，届时回收将成为一大难题。电池属于严重污染类固体废物，是一种重要的环境污染物，所以对废旧动力电池的处理再利用已刻不容缓。随着新能源汽车的迅猛发展，废旧动力电池的回收问题会越来越迫切。锂离子电池是由正极片、负极片和隔膜通过叠片式或者卷绕式紧密组合在一起，装入壳体后，经注入有机电解液严密封装等一系列工序后制备而成。电解液是锂离子电池关键材料之一，号称锂离子电池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐（六氟磷酸锂）、必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。
发明内容
本发明的目的是提供一种成本低、方法简单、回收效率高的废旧动力电池的回收方法，其中，电解质的回收步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至1.5-2.1V，放置20-70min，继续在恒定电流条件下放电至0.8-1.2V，放置20-70min，将放电至0.8-1.2V的废旧动力电池放入NaCl浓度为0-7mol/L和KCl浓度为0-7mol/L的溶液中浸泡1-6h，取出并在20-90℃烘干1-6h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡1-5小时，浸泡温度为45-60℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏1-10小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂。
进一步，步骤（1）中，NaCl溶液的浓度为5-6mol/L。
进一步，步骤（1）中，KCl溶液的浓度为5-6mol/L。
进一步，步骤（3）中，在乙腈溶剂中浸泡2小时。
进一步，步骤（3）中，浸泡温度为50℃。
该废旧动力电池的回收方法还进一步包括如下步骤：
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在30-100℃按照每公斤正极片用10-30L的浓度为0.3-1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理0.5-3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为100-300℃，干燥时间为1-5h，然后在60-80℃，真空度为0.05-0.1MPa条件下进行球磨1-5h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用0.2-3mol/L的葡萄糖酸和0.2-3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为15-35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为50-100℃，浸出时间为1-7h，搅拌速率为100-900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用0.5-3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为4-6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入0.5-3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.1-1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到3-5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1-3︰1-3，萃取温度为30-50℃，萃取时间为10-120min，静置5-20min，然后用150-210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1-3︰1-3，反萃取温度为30-50℃，反萃取时间为10-120min，静置5-20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在40-70℃，搅拌20-60min，搅拌速率为100-300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤1-5次，在70-90℃干燥1-10h，然后在300-800℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到2-5，加入1-3mol/L的硫酸溶液，升温到60-90℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.05-0.08MPa下降温到30-45℃，真空抽滤，在80-120℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在80-120℃下干燥0.5-2h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层8-12cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在700-760℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在700-750℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
进一步，步骤（4）中， NaOH溶液的浓度为0.8mol/L。
进一步，步骤（7）中，加入2mol/L的硫化钠溶液进行除杂。
进一步，步骤（9）中，萃余液的pH值调节到4。
本发明将拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡，得到的滤液在减压条件下蒸馏得到电解质，电解质的回收率高。本发明的放电方法使得废弃动力电池的放电彻底。通过NaOH浸泡、超声波处理、真空球磨，使得有价金属回收料活性增强，有利于后续的浸出回收，提高浸出率。葡萄糖酸和盐酸进行浸出大大提高了浸出率。本发明的萃取也提高了钴镍的回收率。采用硫化钠和硫化氢混合除铜，提高了除杂效率。本发明还同时回收了Cu、Al和石墨等。采用本发明的方法，Co、Ni、Li的回收率分别在93%、95.5%、98%以上。
具体实施方式
一种废旧动力电池的回收方法，步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至1.5-2.1V，放置20-70min，继续在恒定电流条件下放电至0.8-1.2V，放置20-70min，将放电至0.8-1.2V的废旧动力电池放入NaCl浓度为0-7mol/L和KCl浓度为0-7mol/L的溶液中浸泡1-6h，取出并在20-90℃烘干1-6h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡1-5小时，浸泡温度为45-60℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏1-10小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在30-100℃按照每公斤正极片用10-30L的浓度为0.3-1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理0.5-3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为100-300℃，干燥时间为1-5h，然后在60-80℃，真空度为0.05-0.1MPa条件下进行球磨1-5h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用0.2-3mol/L的葡萄糖酸和0.2-3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为15-35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为50-100℃，浸出时间为1-7h，搅拌速率为100-900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用0.5-3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为4-6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入0.5-3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.1-1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到3-5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1-3︰1-3，萃取温度为30-50℃，萃取时间为10-120min，静置5-20min，然后用150-210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1-3︰1-3，反萃取温度为30-50℃，反萃取时间为10-120min，静置5-20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在40-70℃，搅拌20-60min，搅拌速率为100-300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤1-5次，在70-90℃干燥1-10h，然后在300-800℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到2-5，加入1-3mol/L的硫酸溶液，升温到60-90℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.05-0.08MPa下降温到30-45℃，真空抽滤，在80-120℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在80-120℃下干燥0.5-2h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层8-12cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在700-760℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在700-750℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
下面结合实施例对本发明作进一步描述，需要说明的是，实施例不构成对本发明要求保护范围的限制。
实施例1
一种废旧动力电池的回收方法，步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至1.6V，放置25min，继续在恒定电流条件下放电至0.9V，放置25min，将放电至0.9V的废旧动力电池放入NaCl浓度为0.5mol/L和KCl浓度为0.5mol/L的溶液中浸泡1.5h，取出并在25℃烘干1.5h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡1.5小时，浸泡温度为50℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏2小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在40℃按照每公斤正极片用15L的浓度为0.4mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理1h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为2h，然后在65℃，真空度为0.06MPa条件下进行球磨1.5h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用0.3mol/L的葡萄糖酸和0.3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为20g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为60℃，浸出时间为2h，搅拌速率为150r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用0.8mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为5除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入0.7mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.2L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到4，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1︰1，萃取温度为30℃，萃取时间为20min，静置8min，然后用160g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1︰1，反萃取温度为30℃，反萃取时间为20min，静置10min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在50℃，搅拌30min，搅拌速率为150r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤2次，在75℃干燥2h，然后在350℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到3，加入2mol/L的硫酸溶液，升温到70℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.06MPa下降温到35℃，真空抽滤，在85℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在85℃下干燥0.7h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层9cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在720℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在720℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
实施例2
一种废旧动力电池的回收方法，步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至2V，放置65min，继续在恒定电流条件下放电至1.1V，放置65min，将放电至1.1V的废旧动力电池放入NaCl浓度为5mol/L和KCl浓度为5mol/L的溶液中浸泡2h，取出并在80℃烘干5h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡4小时，浸泡温度为55℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏9小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在90℃按照每公斤正极片用25L的浓度为0.9mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理2.5h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为250℃，干燥时间为4h，然后在70℃，真空度为0.09MPa条件下进行球磨4h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用2mol/L的葡萄糖酸和2mol/L的盐酸进行浸出，固液比为30g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为90℃，浸出时间为6h，搅拌速率为800r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用2mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入2mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.9L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为3︰1，萃取温度为45℃，萃取时间为90min，静置15min，然后用200g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为3︰1，反萃取温度为45℃，反萃取时间为90min，静置15min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在60℃，搅拌50min，搅拌速率为200r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤4次，在85℃干燥9h，然后在700℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到4，加入2mol/L的硫酸溶液，升温到80℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.07MPa下降温到40℃，真空抽滤，在110℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在110℃下干燥1.5h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层11cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在750℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在740℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
实施例3
一种废旧动力电池的回收方法，步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至1.8V，放置50min，继续在恒定电流条件下放电至1V，放置50min，将放电至1V的废旧动力电池放入NaCl浓度为5mol/L的溶液中浸泡3h，取出并在60℃烘干3h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡2小时，浸泡温度为50℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏3小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在60℃按照每公斤正极片用20L的浓度为0.6mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理2h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为200℃，干燥时间为3h，然后在70℃，真空度为0.8MPa条件下进行球磨3h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用1.6mol/L的葡萄糖酸和1.6mol/L的盐酸进行浸出，固液比为20g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为75℃，浸出时间为4h，搅拌速率为500r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用1.8mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为5除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入1.8mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.6L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到4，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1︰3，萃取温度为40℃，萃取时间为60min，静置15min，然后用180g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1︰3，反萃取温度为40℃，反萃取时间为60min，静置15min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在60℃，搅拌40min，搅拌速率为200r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤3次，在80℃干燥6h，然后在600℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到4，加入2mol/L的硫酸溶液，升温到80℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.07MPa下降温到40℃，真空抽滤，在100℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在100℃下干燥1.5h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层10cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在730℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在730℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
实施例4
一种废旧动力电池的回收方法，步骤如下：
（1）将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至2.1V，放置70min，继续在恒定电流条件下放电至1.2V，放置70min，将放电至1.2V的废旧动力电池放入KCl浓度为5mol/L的溶液中浸泡6h，取出并在90℃烘干6h，得到完全放电的废旧动力电池；
（2）将步骤（1）得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
（3）将步骤（2）拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡5小时，浸泡温度为60℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏10小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
（4）将步骤（3）过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在100℃按照每公斤正极片用30L的浓度为1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为300℃，干燥时间为5h，然后在80℃，真空度为0.1MPa条件下进行球磨5h，得到有价金属回收料；
（5）将步骤（4）得到的有价金属回收料采用3mol/L的葡萄糖酸和3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为100℃，浸出时间为7h，搅拌速率为900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
（6）将步骤（5）得到的浸出渣采用3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
（7）将步骤（5）得到的浸出液中加入3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
（8）将步骤（7）得到的脱铜后的溶液的pH值调节到5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1︰3，萃取温度为50℃，萃取时间为120min，静置20min，然后用210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1︰3，反萃取温度为50℃，反萃取时间为120min，静置20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在70℃，搅拌60min，搅拌速率为300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤5次，在90℃干燥10h，然后在800℃煅烧得到氧化钴；
（9）将步骤（8）的萃余液的pH值调节到5，加入3mol/L的硫酸溶液，升温到90℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.08MPa下降温到45℃，真空抽滤，在120℃下干燥得到硫酸镍；
（10）将步骤（9）真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
（11）步骤（4）中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在120℃下干燥2h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
（12）在熔炼炉底部铺上一层12cm厚的木炭层，将步骤（11）得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
（13）将步骤（4）筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在760℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在750℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。

Claims (5)

1.一种废旧动力电池的回收方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将废旧动力电池在恒定电流条件下放电至1.5-2.1V，放置20-70min，继续在恒定电流条件下放电至0.8-1.2V，放置20-70min，将放电至0.8-1.2V的废旧动力电池放入NaCl浓度为0-7mol/L和KCl浓度为0-7mol/L的溶液中浸泡1-6h，取出并在20-90℃烘干1-6h，得到完全放电的废旧动力电池；
(2)将步骤(1)得到的完全放电的废旧动力电池拆解；
(3)将步骤(2)拆解得到的电极和隔膜在乙腈溶剂中浸泡1-5小时，浸泡温度为45-60℃，过滤得到过滤物和滤液，得到的滤液在减压条件下蒸馏1-10小时，蒸馏出的乙腈溶剂回收循环利用，剩余的为电解质，并对电解质进行除杂；
(4)将步骤(3)过滤得到的过滤物进一步拆解分离，将其中得到的正极片，剪成片状，在30-100℃按照每公斤正极片用10-30L的浓度为0.3-1mol/L的NaOH溶液浸泡，并进行超声波处理0.5-3h，经过过滤、筛分去除铝箔、再分别用稀硫酸和去离子水洗涤、干燥，干燥温度为100-300℃，干燥时间为1-5h，然后在60-80℃，真空度为0.05-0.1MPa条件下进行球磨1-5h，得到有价金属回收料；
(5)将步骤(4)得到的有价金属回收料采用0.2-3mol/L的葡萄糖酸和0.2-3mol/L的盐酸进行浸出，固液比为15-35g/L，并加入双氧水作为还原剂，浸出温度为50-100℃，浸出时间为1-7h，搅拌速率为100-900r/min，固液分离，得到浸出液和浸出渣；
(6)将步骤(5)得到的浸出渣采用0.5-3mol/L的硫酸溶液浸出，硫酸浸出得到的浸出液用碱调节pH值为4-6除去杂质Al、Fe后，采用碳酸或碳酸钠沉淀得到碳酸锰；
(7)将步骤(5)得到的浸出液中加入0.5-3mol/L的硫化钠溶液进行除杂，除杂的同时按照每升浸出液每分钟通入0.1-1L的量通入硫化氢气体，得到硫化铜沉淀，过滤得到脱铜后的溶液；
(8)将步骤(7)得到的脱铜后的溶液的pH值调节到3-5，用P507作为萃取剂进行萃取，相比O/A为1-3︰1-3，萃取温度为30-50℃，萃取时间为10-120min，静置5-20min，然后用150-210g/L的硫酸溶液反萃取，相比O/A为1-3︰1-3，反萃取温度为30-50℃，反萃取时间为10-120min，静置5-20min，向反萃液中加入饱和草酸溶液，在40-70℃，搅拌20-60min，搅拌速率为100-300r/min，将固液分离得到的沉淀物用去离子水洗涤1-5次，在70-90℃干燥1-10h，然后在300-800℃煅烧得到氧化钴；
(9)将步骤(8)的萃余液的pH值调节到2-5，加入1-3mol/L的硫酸溶液，升温到60-90℃，再加入硫酸镍晶种，在真空度为0.05-0.08MPa下降温到30-45℃，真空抽滤，在80-120℃下干燥得到硫酸镍；
(10)将步骤(9)真空抽滤得到的滤液进行蒸馏除杂，然后向溶液中加入碳酸或碳酸钠，得到碳酸锂；
(11)步骤(4)中过滤得到的过滤物进一步拆解分离还得到负极片，将该负极片放入容器中，在80-120℃下干燥0.5-2h，使得负极片上的石墨与铜箔分离，回收其中的石墨；
(12)在熔炼炉底部铺上一层8-12cm厚的木炭层，将步骤(11)得到的铜箔加入该熔炼炉中，加热熔炼炉使得铜箔充分熔化，然后进行扒渣，将表面炉渣除去，之后加入还原剂进行脱氧，最后浇铸得到铜铸锭；
(13)将步骤(4)筛分去除的铝箔高温熔化，加入冰晶石、氟化钠、氯化钾和氯化钠的混合熔剂，在700-760℃进行搅拌，打渣，并进行合金化处理，获得的粗合金在700-750℃再进行精炼除气，然后浇铸得到铝合金锭。
2.如权利要求1所述的一种废旧动力电池的回收方法，其特征在于，步骤(1)中，NaCl溶液的浓度为5-6mol/L。
3.如权利要求1所述的一种废旧动力电池的回收方法，其特征在于，步骤(1)中，KCl溶液的浓度为5-6mol/L。
4.如权利要求1所述的一种废旧动力电池的回收方法，其特征在于，步骤(3)中，在乙腈溶剂中浸泡2小时。
5.如权利要求1所述的一种废旧动力电池的回收方法，其特征在于，步骤(3)中，浸泡温度为50℃。
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