CN111778402A - 利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，属于贵金属回收技术领域。本发明通过将锂电池的正极片在离子液体中进行浸泡、加热反应、过滤等工序对其中的贵金属进行回收。离子液体中包括有多元醇、卤化胆碱和草酸。本发明中利用多元醇的羟基与高价金属氧化物中阳离子发生氧化还原反应，利用卤化胆碱的卤素与贵金属络合，利用草酸定向萃取二价金属离子的能力，最后生对应的成草酸金属化合物。相比于传统的粉碎浮选法和火法冶金回收贵金属，能耗大，回收率低，成本高的问题，本发明能有效的减少环境污染压力，提高锂电池中贵金属元素循环利用效率，具有很好的社会效果和经济效益。

Description

利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法
技术领域
本发明属于贵金属回收技术领域，具体涉及一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法。
背景技术
锂离子电池具有非常广泛的应用范围，随着平板电脑、智能手机等电子设备的的使用量增加，大批废旧的锂离子电池的回收利用问题愈发凸显。
锂离子电池的主要部分是正、负极片，正极片通常是正极活性材料、导电剂、粘结剂均匀混合成浆料后涂布在集流体铝箔上而制成的，其中正极活性材料一般为锂的化合物，如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂(三元)等，而且正极活性材料约占电池总成本的30-40％。
锂电池中的钴、镍、锰贵金属循环利用对环境和社会具有重大意思。目前动力锂离子电池回收主要采取的传统的粉碎浮选法和火法冶金回收贵金属，能耗大，回收率低，成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，包括以下步骤：
(1)将锂电池的正极片放入搅拌釜的离子液体中，所述离子液体包含多元醇、卤化胆碱和草酸；
(2)启动搅拌釜，在搅拌和加热条件下，正极片中的金属氧化物与离子液体反应溶解，生成金属盐溶液和固态金属盐。
所述正极片与离子液体重量比至少为1:2(W/W)，最大根据釜的容积决定。
所述步骤(1)中，以质量比计算，多元醇、卤化胆碱和草酸的比例为：1-90％:1-90％:40％。
所述多元醇包括乙二醇和氟代乙二醇中的一种或两种的组合。
所述卤化胆碱包括氟化胆碱、氯化胆碱或溴化胆碱。
优选地，所述步骤(2)中，其反应温度的范围在80-200℃。
优选地，所述步骤(2)中，其搅拌速度的范围在25-1000r/min。
进一步优选地，所述步骤(2)中，反应的时间为2-48h。
本发明中利用多元醇的羟基与高价金属氧化物中阳离子发生氧化还原反应，利用卤化胆碱的卤素与过金属络合，利用草酸定向萃取二价金属离子的能力，最后生对应的成草酸金属化合物。相比于传统的粉碎浮选法和火法冶金回收贵金属，能耗大，回收率低，成本高的问题，本发明能有效的减少环境污染压力，提高锂电池中贵金属元素循环利用效率，具有很好的社会效果和经济效益。
本发明因为是草酸存在下进行，草酸定向萃取二价金属离子，使大部分金属离子以二价态草酸盐沉淀析出，使得反应完毕后，就能回收金属盐，减少了处理步骤。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明针对于废旧锂电池阳极中的贵金属进行回收，因此废旧锂电池需要先进行浸水放电、自动拆解、极片分类等前置步骤分离出锂电池正极片。
分离出锂电池正极片按以下步骤对其进行处理：
(1)将锂电池正极片放入搅拌釜中，按照正极片与浸泡液重量比1:2(W/W，或根据搅拌釜的最大容积增加浸泡液的比例)的比例搅拌釜中加入浸泡液。电池正极片的种类和浸泡液的成分如表1所示。
(2)启动搅拌釜，并在一定的温度和搅拌速度，以及超声波的帮助下反应一段时间，其反应条件如表2所示。正极片中的金属氧化物与离子液体反应溶解，生成金属盐溶液和固态金属盐。
(3)反应后会生产对应的金属盐；将其过滤和分离，其最终贵金属回收率如表2所示。金属盐包括卤化钴、卤化镍、卤化锰、草酸钴、草酸镍和草酸锰，其形态为固态物质混合物，或者是液态物质和固态物质的混合物。
表1
Figure BDA0002515716840000041
表2
Figure BDA0002515716840000042
Figure BDA0002515716840000051

Claims (7)

1.一种利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将锂电池的正极片放入搅拌釜的离子液体中，所述离子液体包含多元醇、卤化胆碱和草酸；
(2)启动搅拌釜，在搅拌和加热条件下，正极片中的金属氧化物与离子液体反应溶解，生成金属盐溶液和固态金属盐。
2.根据权利要求1所述的利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，以质量比计算，多元醇、卤化胆碱和草酸的比例为：1-90％：1-90％：40％。
3.根据权利要求1所述的利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于，所述多元醇包括乙二醇和氟代乙二醇中的一种或两种的组合。
4.根据权利要求1所述的利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于，所述卤化胆碱包括氟化胆碱、氯化胆碱或溴化胆碱。
5.根据权利要求1所述利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，反应的温度的范围在80-200℃。
6.根据权利要求1所述利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，其搅拌速度的范围在25-1000r/min。
7.根据权利要求5或6所述利用离子液体回收废弃锂电池贵金属的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，反应的时间为2-48h。
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