CN109913637A - 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，包括以下步骤：第一步粉碎废旧电池极片；第二步焙烧电池极片；第三步水浸焙烧产物；第四步过滤水浸液，得到碳酸氢锂溶液和含镍钴锰水浸渣；第五步将水浸渣先后加入硫酸溶液和双氧水调节PH，得到浸出物料；第六步将浸出物料过滤获得含铜、石墨的滤渣和含镍钴锰的溶液；最后向镍钴锰溶液中加入氢氧化钠溶液沉淀镍钴锰。本发明可以高效对废弃锂离子电池中的有价金属综合回收利用，且综合回收利用方法简单、高效、纯度高，而且没有污染。

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
本发明属于废旧电池回收处理技术领域，特别是涉及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。
背景技术
锂离子电池自20世纪90年代进入商业化以来，已广泛应用于便携式电子产品领域。但锂离子电池经过一段时间使用后，电极材料会发生膨胀、收缩，甚至活性物质的性能也将发生变化，导致电池容量的下降，甚至电池报废。近几年来，随着锂离子电池的应用越来越官方，电池用量急速增加，报废的锂离子电池也将逐年大幅度增多。当这些数以吨计的锂离子电池报废后，如果处理不当会产生严重的安全隐患机环境污染，同时还会造成极大资源浪峰，随着社会积极的发展以及人们对环保的日益重视，废旧锂离子电池的回收将成为十分迫切的问题。
锂离子电池中含有多种有回收价值的贵金属，如钴、铜、镍、锰等，因此，回收处理锂离子电池具有巨大的经济价值，但目前还没有简单、高效的回收处理方法。
因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。
发明内容
本发明的目的就是提供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，能完全解决上述现有技术的不足之处。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
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，包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为400℃-800℃,焙烧时间2h-10h；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为3h-6h，水浸温度为20℃-40℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入50℃-70℃的硫酸溶液搅拌，并调节PH值为1.0-2.5后加入双氧水，并调节PH值为2.5-3.0后，维持该PH值20min-40min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为10.0-11.5，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
作为优选，步骤2)中所述焙烧温度为500℃-700℃，焙烧时间为4h-7h。
作为优选，步骤2)中所述添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
作为优选，步骤4)中所述硫酸溶液的浓度为1.5mol/L-3mol/L。
作为优选，步骤7)中所述氢氧化钠溶液的密度为1.0mol/L-1.5mol/L。。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明可以高效对废弃锂离子电池中的有价金属综合回收利用，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是本发明的工艺流程示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1所示，包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为400℃,焙烧时间为10h，其中废旧电池极片与添加剂的重量比为5：3，添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的质量比为1：1；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为3h，水浸温度为40℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入50℃的密度为1.5mol/L硫酸溶液中搅拌，并调节PH值为1.0后加入双氧水，并调节PH值为2.5后，维持该PH值20min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行反复过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入足量浓度为1.0mol/L的氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为10.0，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
实施例二
如图1所示，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，包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为500℃,焙烧时间8h，其中废旧电池极片与添加剂的重量比为2：1，添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的质量比为2：1；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为5h，水浸温度为35℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入55℃浓度为2.0mol/L硫酸溶液搅拌，并调节PH值为1.5后加入双氧水，并调节PH值为2.7后，维持该PH值25min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入浓度为1.2mol/L氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为10.5，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
实施例三
如图1所示，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，包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为600℃,焙烧时间5h，其中废旧电池极片与添加剂的重量比为7：3，添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的质量比为3：1；；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为4h，水浸温度为25℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入60℃浓度为2.5mol/L硫酸溶液搅拌，并调节PH值为2.0后加入双氧水，并调节PH值为2.8后，维持该PH值30min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入浓度为1.3mol/L的氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为11，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
实施例四
如图1所示，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，包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为800℃,焙烧时间2h，其中废旧电池极片与添加剂的重量比为7：3，添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物，氢氧化钠与碳酸钠的质量比为3：1；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为6h，水浸温度为20℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入70℃浓度为3mol/L硫酸溶液搅拌，并调节PH值为2.5后加入双氧水，并调节PH值为3.0后，维持该PH值40min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入浓度为1.5mol/L氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为11.5，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

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：包括以下步骤：
1)采用人工或机械方式破碎废旧锂离子电池，得到废旧电池极片；
2)向1)中获得的废旧电池极片加入添加剂混匀后，放入焙烧炉内焙烧，焙烧温度为400℃-800℃,焙烧时间2h-10h；
3)将焙烧后获得的镍钴锰酸锂电池材料采用水浸同时通入过量二氧化碳，获得浸出液，水浸时间为3h-6h，水浸温度为20℃-40℃；
4)将3)中的浸出液进行过滤，获得碳酸氢锂溶液和水浸渣，碳酸氢锂溶液用于制取碳酸锂产品；
5)将4)中获得的水浸渣浸入50℃-70℃的硫酸溶液搅拌，并调节PH值为1.0-2.5后加入双氧水，并调节PH值为2.5-3.0后，维持该PH值20min-40min，进行铜、铝箔与活性物料的剥离以及活性物料中镍、钴、锰的浸出，得到浸出物料；
6)将5)中浸出物料进行过滤，得到含镍、钴、锰的溶液，以及含铜和石墨的滤渣；
7)向6)中含镍、钴、锰的溶液中加入氢氧化钠溶液，并调节溶液PH值为10.0-11.5，使镍、钴、锰沉淀，过滤得到含镍、钴、锰的沉淀物。
2.根据权利要求1所述的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：步骤2)中所述焙烧温度为500℃-700℃，焙烧时间为4h-7h。
3.根据权利要求1所述的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：步骤2)中所述添加剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合物。
4.根据权利要求1所述的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：步骤4)中所述硫酸溶液的浓度为1.5mol/L-3mol/L。
5.根据权利要求1所述的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：步骤7)中所述氢氧化钠溶液的密度为1.0mol/L-1.5mol/L。
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