CN109713394B - 一种分离废弃电极材料中钴酸锂和石墨的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离废弃电极材料中钴酸锂和石墨的方法，将废弃锂离子电池放电、自然风干24小时，手工拆卸分离出正负极片、隔膜和外壳，将正负极片破碎筛分后得到筛下物料；按照一定比例将捕收剂正十二烷与乙醇提前混合均匀，取一定量混合药剂与筛下物料一同加入磨矿设备，得到磨矿产物；将磨矿产物进行浮选，浮物为石墨尾矿，沉物为钴酸锂精矿，浮选产品经过滤烘干焙烧后，计算钴酸锂品位；将部分磨矿物料直接磨矿(不加药)浮选计算钴酸锂品位进行对比。与直接磨矿浮选相比，磨矿加药浮选方式分离出的钴酸锂精矿品位要明显高于直接磨矿浮选分离出的钴酸锂精矿品位，强化了浮选分离回收钴酸锂的过程。
Description
技术领域
本发明属于废弃锂离子电池资源化回收利用领域，具体涉及一种通过磨矿加药方式强化浮选分离废弃锂离子电池中钴酸锂和石墨的方法。
背景技术
随着工业的迅猛发展和人民生活水平的提高，全球化石能源消耗所引发的环境污染和资源短缺问题日益突出。电能作为当今社会的主要能源形势具有较大的发展潜力，而锂离子电池作为一种高效环保的电能载体，以其能量密度高、循环寿命长、质量轻、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等诸多优点，广泛应用于电子设备和新能源汽车储能领域，其市场占比逐年增加，产量随之不断提高。随着新能源汽车的大力推广使用，未来锂离子电池的增长必将持续增大。由于废旧锂离子电池中含有钴、锂、铜和铝等金属在环境中具有累计效应，对生态系统产生危害，如果能被回收利用，可用于工业生产和军事设备。因此，废弃锂电池的回收既有经济可行性又有环境友好性。
如何从废弃锂离子电池中资源化回收有价金属。发明名称为“一种从废弃锂离子电池中回收电极材料的方法”的专利提出一种物理分选法。该方法通过对锂电池放电破碎和筛分，将细粒物料放入离心分选机中进行离心分选，得到两种富集产物钴酸锂和石墨。发明名称为“一种废旧锂离子电池的回收利用方法”的专利提出一种湿法冶金工艺。该方法主要对电极材料进行破碎、筛分和风选得到铜箔、铝箔、隔膜和黑色粉末，将黑色粉末用盐酸溶解，浸出残渣通过焙烧产生气体用于生产碳酸锂，浸出液经过萃取分离镍、钴、锰、锂、铁、铝。以上发明方法各有优点，但也存在着诸多问题，例如，湿法冶金工艺中所用药剂量大，处理量小，回收成本高等。如何从废旧电池中高效回收电极材料仍是以后发明的主要热点。
申请人经检索发现，尚未见有通过磨矿加药方式强化浮选分离废弃锂离子电池中钴酸锂和石墨的方法的相关报道。
发明内容
本发明主要是针对磨矿浮选回收废弃锂离子电池电极材料的方法进行优化，提出一种在磨矿中加药的方式强化浮选分离钴酸锂和石墨的方法。该方法以富钴破碎产物为研究对象，采用磨矿加药浮选法强化分离废弃锂离子电池中钴酸锂和石墨的方法。
本发明采用以下技术方案实现：
一种分离废弃电极材料中钴酸锂和石墨的方法，包括如下步骤：
步骤1：将废弃电极材料破碎筛分后得到筛下物料；
步骤2：将筛下物料混合捕收剂加入磨矿设备中，得到磨矿产物；
步骤3：将磨矿产物进行浮选，浮物为石墨，沉物为钴酸锂，浮选产品经过过滤烘干焙烧后，计算钴酸锂品位。
优选的，步骤1中，所述筛下物料的粒度低于0.075mm。
优选的，步骤2中，所述捕收剂为正十二烷。
优选的，步骤2中，还加入乙醇。
优选的，所述捕收剂与乙醇的体积百分比为1：1-5。
优选的，步骤2中，一次加入磨矿设备中的捕收剂与乙醇的混合液的量为0.5mL/g，筛下物料为4g。
优选的，步骤3中，浮选搅拌强度为1800转/分钟。
优选的，步骤3中，浮选过程中添加起泡剂，不添加捕收剂，所述起泡剂为甲基异丁基甲醇。
优选的，所述起泡剂的用量为0.5mL/g。
本发明的优点在于：
本发明工艺流程简单，回收成本低廉，用机械活化方法使得废旧锂离子电池中钴酸锂和石墨表面发生变化，原有的钴酸锂和石墨表面因覆盖一层粘结剂，使得表面性质相同，疏水性差异较小，浮选难以分离。磨矿使得钴酸锂和石墨暴露大量新生表面，磨矿过程中加入捕收剂与乙醇，捕收剂提前吸附在颗粒新生表面，部分粘结剂溶于酒精，研磨中产生热量促进乙醇携带粘结剂挥发，使得新生的表面积进一步增大，浮选产物钴酸锂的品位提高。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示为通过磨矿加药的方式强化浮选分离废弃锂离子电池中钴酸锂和石墨的方法，包括以下步骤：
(1)将废弃锂离子电池放电，自然风干24小时，手动拆卸成正极片、负极片、隔膜和外壳。将正负极片共同放在万能粉碎机中破碎，筛分后得到粒度低于0.075mm的筛下物料；
(2)按照一定比例将捕收剂正十二烷与乙醇提前混合均匀，混合比例分别为1:n(n＝1，2，3，4，5)，将配置好的混合药剂置于细口瓶中，防止挥发；
(3)取4g筛下物料与配置好的0.5mL/g的混合药剂一起放入滚筒式球磨机中进行研磨10min；
(4)将磨矿产物放入浮选机中进行浮选，浮物为石墨，沉物为钴酸锂，其中，浮选搅拌强度为1800转/分钟，不再加入捕收剂，起泡剂(MIBC)为甲基异丁基甲醇，用量为0.5mL/g，浮选产品经过过滤烘干后，计算加药磨矿浮选后钴酸锂的品位；
(5)直接磨矿产物加入浮选机中进行浮选，浮选搅拌强度为1800转/分钟，捕收剂正十二烷用量为0.5mL/g，起泡剂为甲基异丁基甲醇，用量为0.5mL/g，浮选产品经过过滤烘干后，计算直接磨矿浮选后钴酸锂的品位。
该方法获得的产品指标如下：
直接磨矿浮选获得的钴酸锂品位：63.26％
加药磨矿浮选获得的钴酸锂品位：捕收剂:乙醇＝1:1时为87.92％
捕收剂:乙醇＝1:2时为80.26％
捕收剂:乙醇＝1:3时为80.43％
捕收剂:乙醇＝1:4时为74.87％
捕收剂:乙醇＝1:5时为77.78％
由实验结果可知，直接磨矿浮选获得的品位为63.26％，而加药磨矿浮选获得的品位最高为87.92％，说明磨矿作用使得钴酸锂和石墨暴露出新生表面，磨矿过程中所加捕收剂越多，浮选中获得的钴酸锂品位相对越高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种分离废弃电极材料中钴酸锂和石墨的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将废弃电极材料破碎筛分后得到筛下物料；
步骤2：将筛下物料混合捕收剂加入磨矿设备中，得到磨矿产物；
步骤3：将磨矿产物进行浮选，浮物为石墨，沉物为钴酸锂，浮选产品经过过滤烘干焙烧后，计算钴酸锂品位；
步骤1中，所述筛下物料的粒度低于0.075mm；
步骤2中，还加入乙醇，所述捕收剂与乙醇的体积百分比为1：1-5；
步骤2中，一次投入磨矿设备的捕收剂与乙醇的混合液的量为0.5mL/g，筛下物料为4g；
步骤3中，浮选过程添加起泡剂，不添加捕收剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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