CN114614133B - 一种槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于废旧电池回收技术领域，具体涉及废旧正极材料和槟榔渣联合处理方法，将槟榔渣在过热蒸汽气氛中进行预处理，随后再和废旧正极材料混合造球得球团，将球团进行焙烧处理得焙烧料，将焙烧料进行水浸处理，得到提锂液和水提渣。本发明能够实现锂的优先选择性提取，此外，还能够有效实现其他元素的高选择性回收，不仅如此，还能够联产高性能的槟榔基碳材料。

Description

一种槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法
技术领域
本发明属于废料回收领域，具体涉及一种废旧电池材料回收领域。
背景技术
锂离子电池自从诞生以来，一直以蓬勃的生机向前发展。相较于其他电池，锂离子电池具有很多优点，比如工作电压高、能量密度高、循环寿命长、环保性高等，因此，锂离子电池广泛应用于便携式电池、储能设备、动力电池等各个领域。随着锂离子电池使用量的逐年增长，达到使用寿命而退役的电池数量也与日俱增。如何利用好巨大的废旧锂离子电池资源库，是当今锂电领域一个热点话题。相对于废旧锂离子电池负极材料，富集有价金属镍钴锰锂等的正极材料具有更高的利用价值。如今对于废旧锂离子电池正极材料的回收主要有湿法冶金、火法冶金、火法-湿法联合三种处理工艺。湿法冶金相对来说流程较长，带来的环境污染更大，资源的回收效率较低；火法冶金需要消耗更大的能源，也产生很多污染性的物质，同时高温带来了很多安全隐患。联合工艺是一种集火法和湿法优点的良好工艺。
优先提锂就是一种火法-湿法联合的工艺。进行火法处理时，常采用还原性气体，如氢气、甲烷、乙炔，来完成还原焙烧过程，将高价过渡金属还原成低价。此外，碳还原也是常见的焙烧工艺，例如采用褐煤、沥青等。硫酸化焙烧和氯化焙烧也慢慢发展起来。但是这些工艺一方面成本太大，另一方面产生很多污染气体，不能兼顾经济和环保两方面。
随后的湿法过程主要有水浸提锂和酸浸提镍钴锰。酸浸过程是使其中的Li、Ni、Co、Mn元素转移至液相，形成多元素混合溶液。在酸浸过程中，酸体系包括无机酸和有机酸体系，有机酸由于酸性较弱，浸出过程用量较大，而且其成本较高，因此，无机酸浸出体系仍是最有前景的工业化生产体系。
发明内容
针对传统工艺的不足，本发明提供了一种槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，旨在利用槟榔渣回收废旧锂离子电池正极有价金属例如金属锂、过渡金属元素，并联产高性能的碳材料。
本发明第二目的在于，提供所述的回收方法得到的槟榔基碳及其应用。
废旧正极材料中，由于存在成分固溶、晶格互嵌、长期循环所致的晶相以及结构畸变等诸多因素，都会增加有益成分的提取难度，特别是对于含有高稳定化学价态(如Mn(IV))的正极材料，其化学价态的调控是影响提取效果的主要难点之一。另外，采用生物质能够用于辅助正极材料还原回收处理，然而，不同类别来源的生物质成分特性以及结构特性存在较大差别，不同类别的生物质在处理过程中需要克服不同的技术问题，技术手段难于简单转用，且技术效果也难于预期。例如，行业内还比较少采用槟榔渣用于正极材料的回收，这主要原因在于，槟榔含有大量生物碱、黄酮、鞣质、脂肪酸、萜类和甾体等，处置不当，不仅会影响正极的元素选择性回收，还难于剔除槟榔体系中的电化学有无效以及有毒因素，导致联产得到的碳材料的电化学性能不理想。针对该技术问题，本发明提供以下改进方法：
一种槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，将槟榔渣在过热蒸汽气氛中进行预处理，随后再和废旧正极材料混合造球得球团，将球团进行焙烧处理得焙烧料，将焙烧料进行水浸处理，得到提锂液和水提渣。
本发明研究发现，创新地预先对槟榔渣进行过热蒸汽预处理，并将其和废旧正极材料进行球团化焙烧处理，如此能够改善后续水提过程中锂的提取，改善提锂选择性，不仅如此，还利于调控渣的物相以及结构特点，利于渣高效回收利用。
本发明中，槟榔渣的粒径优选控制在100～500目。
本发明中，预处理过程可以是纯的过热水蒸汽，也可以是过热水蒸汽和保护性气氛的混合气。
优选地，保护性气氛为氮气、惰性气体中的至少一种；
优选地，预处理过程的气氛中，过热蒸汽的体积含量大于或等于30％，优选为30～50％；
优选地，过热蒸汽的温度为500～1000℃，进一步优选为650～750℃。
优选地，预处理处理时间为3～10h，进一步优选为4～6h。
本发明中，可以采用现有手段，从锂离子电池中分离得到废旧正极粉。例如，可将废旧动力电池经放电、拆解、筛选、剥离(如有机溶剂NMP剥离)等预处理后得到废旧正极粉。
本发明中，所述的废旧正极材料优选为废旧锂离子电池的正极材料；例如，所述的正极材料中含有镍、钴、锰中的至少一种金属的锂化合物；
优选地，所述的废旧正极材料中，含有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴猛三元中的至少一种。
本发明中，预处理后的槟榔渣、废旧正极材料的重量比为1：1～6，优选为1:3～4；
优选地，将预处理的槟榔渣、废旧正极材料和水以及粘结剂混合造球，得到球团；
本发明中，可以基于现有手段实现造球，且造球过程可以基于现有的设备和材料实现。例如，所述的粘结剂可以是行业内公知的能够实现颗粒粘结的成分，例如为硅酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。所述的粘结剂的含量可根据制备需要进行调整，例如，粘结剂和废旧正极材料的重量比为0.1～0.5：1。
优选地，水和废旧正极材料的重量比为0.1～0.5：1；
优选地，将造球的物料研磨或球磨处理，随后再在超声下处理，获得混合料，再进行造球处理，制得球团；
球团的粒径可根据制备需要进行调整，例如可以为1～30mm，进一步为10～20mm。
本发明中，焙烧的气氛为保护性气氛，优选为氮气、惰性气体中的至少一种；
优选地，焙烧的温度为400～800℃，优选为500～600℃；研究发现，在所述的预处理-造球工艺下，进一步配合烧结温度的联合控制，能够意外地进一步改善后续的酸浸效果，不仅如此，还有利于改善联查得到的碳材料的电化学性能。
优选地，焙烧的时间为1～6h，优选为2～4h。
本发明中，水浸过程的温度为30～80℃；
优选地，水浸过程在超声辅助下进行；超声的功率例如为300～600W，时间例如为10～50min。
水浸液固比为10～50mL/g；
优选地，水浸的时间为1～5h。
水提处理后，进行固液分离，得到提锂液。本发明中，将提锂液进行沉淀处理，得到锂沉淀。所述的沉淀处理例如为碳酸化沉淀处理、或者氢氧化物沉淀处理。碳酸化处理例如为向提锂液中添加二氧化碳、碳酸盐等，获得碳酸锂沉淀。优选地，碳化沉锂的温度为60～90℃；优选地，碳化沉锂的时间为1～4h；
本发明中，将水提渣进行酸浸处理，固液分离，得到富集正极材料元素的酸浸出液和槟榔基碳材料；
优选地，酸浸过程中的酸液为无机强酸的水溶液；
优选地，无机强酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种；
优选地，酸浸过程的温度为30～90℃；
优选地，酸浸过程的时间为2～5h；
优选地，将得到的槟榔基碳材料用于制备电极材料。
本发明还提供了一种锂二次电池，其电极材料中包含所述的槟榔基碳材料。
本发明中，将槟榔渣进行过热蒸汽-球化焙烧-水提-酸提处理，其处理能够有效实现正极材料的有价元素的选择性地转型和分离，此外，还能够利用处理过程中的反应对自身成分以及结构进行重构，如此能够意外地选择性保留槟榔中的电化学有益因素，并剔除其中的电化学无效以及有害因素，进而改善制得的碳材料的电化学性能。
有益效果
本发明创新地采用槟榔渣和废旧正极材料耦合处理，并进一步发现，预先对槟榔渣进行过热蒸汽预处理，并配合后续的球团化焙烧工艺，如此既能有效实现正极材料中的有价元素的转型回收，不仅如此，还能够利用转型过程的条件实现槟榔渣体系中的物相以及结构的重构，利于获得电化学性能优异的槟榔基碳材料。
本发明研究表明，正极材料元素的提取率达到了99％以上，且所述的槟榔基碳材料具有优异的电化学性能。
附图说明
图1为实施例1废旧正极粉的XRD图；
图2为实施例1槟榔渣的XRD图；
图3为实施例1碳酸锂的XRD图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于以下实施例。
以下案例中，槟榔渣的粒径为200～300目。所述的粘结剂均指羧甲基纤维素钠。造球的粒径为15～16mm。
采用蓝电测试系统对再生碳材料的性能进行检测。设定电池循环倍率为1C，循环圈数为200圈，测试在室温(30～35℃)下进行。
实施例1：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750℃的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni99.3％、Co99.1％、Mn99.0％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出257.1mAh g～1的可逆容量。
实施例2：
和实施例1相比，区别主要在于，处理对象为钴酸锂电池正极，具体为：
①剥离：将废旧动力钴酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750℃的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99％；酸浸液中，Co浸出率分别99.8％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出254.3mAh g～1的可逆容量。
实施例3：
和实施例1相比，区别主要在于，处理对象为锰酸锂电池正极，具体为：
①剥离：将废旧动力锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750理的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99％；酸浸液中，Mn浸出率分别99.2％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出247.8mAh g～1的可逆容量。
实施例4：
和实施例1相比，区别主要在于，改变预处理的条件，具体为：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用650℃的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为50％，时间为6h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99.7％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni99.5％、Co99.3％、Mn99.1％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出262.8mAh g～1的可逆容量。
实施例5：
和实施例1相比，区别主要在于，改变球团焙烧的条件，具体为：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750℃的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.2:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为60℃，时间为4h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99.6％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni99.7％、Co99.3％、Mn99.1％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出245.6mAh g～1的可逆容量。
实施例6：
和实施例1相比，区别主要在于，改变球团焙烧的条件，具体为：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750℃的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为500℃，焙烧时间定为3h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99.5％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni99.6％、Co99.5％、Mn99.4％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出250.1mAh g～1的可逆容量。
实施例7：
和实施例1相比，区别主要在于，改变槟榔渣加入的比例，具体为：
①剥离：将废旧动力镍钴锰酸锂电池放入2mol/L盐水中进行30h放电处理，将放电后的电池在85℃烘干，拆解分离出正极片和负极片，将正极片溶解于N-甲基吡咯烷酮中，去除极片中的集流体，过滤洗涤干燥得到废旧正极粉；
②预处理：在氮气保护氛围下，运用750理的过热水蒸气对槟榔渣进行预处理处理，水蒸气的体积占比在水蒸气与氮气的混合气体中为30％，时间为4h；
③焙烧：取4g预处理后的槟榔渣和12g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，然后分别按照0.1:1的比例(与废正极粉的质量比)加入粘结剂与水进行球团造矿，球团造矿后将球团矿置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；
④水浸提锂：上述焙烧过程结束后，取出焙砂，将焙砂中较大的的颗粒磨成细粉，取10g焙砂细粉放于500mL烧杯中，按照液固比为30：1mL/g加入300mL去离子水，将烧杯置于恒温为40℃的水浴锅内，将超声探头伸入溶液液面下1～2cm处，调节超声发生设备的功率为450W，设置超声辅助反应时间为40min。随后进行液固分离得到水浸液和水浸渣；
⑤酸浸：利用3M的硫酸对提锂渣进行浸出，浸出温度为70℃，时间为3h，得到酸浸液以及酸浸渣，所述的酸浸渣经水洗至中性、干燥处理得到槟榔基碳材料。
所得水浸液中，锂离子的浸出率为99.7％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni99.2％、Co99.4％、Mn99.0％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出242.3mAh g～1的可逆容量。
实施例8：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：将③焙烧温度改为800℃，此条件下得到的锂离子的浸出率为80％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni90.9％、Co89.4％、Mn88.6％。槟榔渣衍生碳材料在1C的倍率下发挥出213.3mAh g～1的可逆容量。
对比例1：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：将槟榔渣换成褐煤(添加量同实施例1槟榔渣引入量)，此条件下得到的锂离子的浸出率为75％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni66.2％、Co70％、Mn65.3％。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出182.3mAhg～1的可逆容量。
对比例2：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：将槟榔渣换成花生壳粉(添加量同实施例1槟榔渣引入量)，此条件下得到的锂离子的浸出率为68％；酸浸液中，各离子浸出率分别为：Ni61.3％、Co59.5％、Mn55.6％。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出178.3mAh g～1的可逆容量。
对比例3：
其它条件和步骤均与实施例1一致，不同之处在于：取消球团造矿这一步，区别的③焙烧为：取4g预处理后的槟榔渣和16g的废正极粉于球磨机中混合均匀，混合完成后超声1h，置于回转式管式炉中，通入氩气作为保护气进行焙烧。焙烧温度设为600℃，焙烧时间定为2h；其他操作和参数同实施例1。
此条件下得到的锂离子的浸出率为60％，酸浸液中各金属的浸出率只在50％左右。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出156.8mAh g～1的可逆容量。
对比例4：
和实施例1相比，区别仅在于，未进行②预处理。此条件下得到的锂离子的浸出率为61％，酸浸液中各金属的浸出率只在52％左右。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出155.6mAh g～1的可逆容量。
对比例5：
和实施例1相比，区别仅在于，②预处理中，水蒸气的温度为150℃。此条件下得到的锂离子的浸出率为65％，酸浸液中各金属的浸出率只在55％左右。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出168.9mAh g～1的可逆容量。
对比例6：
和实施例1相比，区别仅在于，②预处理中，未添加蒸汽，而是在氮气中加热至750℃。此条件下得到的锂离子的浸出率为60.5％，酸浸液中各金属的浸出率只在51.6％左右。联产得到的碳材料在1C的倍率下仅发挥出156.1mAh g～1的可逆容量。

Claims (25)

1.一种槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将槟榔渣在过热蒸汽气氛中进行预处理，随后再和废旧正极材料混合造球得球团，将球团进行焙烧处理得焙烧料，将焙烧料进行水浸处理，得到提锂液和水提渣；
预处理过程的气氛中，还含有保护性气氛；其中，过热蒸汽的体积含量大于或等于30%；
过热蒸汽的温度为500~1000℃；
焙烧的气氛为保护性气氛，且焙烧的温度为400~800℃。
2.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，预处理过程的气氛中，所述的保护性气氛为氮气、惰性气体中的至少一种。
3.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，预处理处理时间为3~10h。
4.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，所述的废旧正极材料中含有镍、钴、锰中的至少一种金属的锂化合物。
5.如权利要求4所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，所述的废旧正极材料中，含有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴猛三元中的至少一种。
6.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，预处理后的槟榔渣、废旧正极材料的重量比为1：1~6。
7.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将预处理的槟榔渣、废旧正极材料和水以及粘结剂混合造球，得到球团。
8.如权利要求7所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，所述的粘结剂为硅酸钠、羧甲基纤维素钠中的至少一种。
9.如权利要求7所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，所述的粘结剂和废旧正极材料的重量比为0.1~0.5：1。
10.如权利要求7所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，水和废旧正极材料的重量比为0.1~0.5：1。
11.如权利要求7所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将造球的物料研磨或球磨处理，随后再在超声下处理，获得混合料，再进行造球处理，制得球团。
12.如权利要求11所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，球团的粒径为1~30mm。
13.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，焙烧的气氛为氮气、惰性气体中的至少一种。
14.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，焙烧的时间为1~6h。
15.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，水浸过程的温度为30~80℃。
16.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，水浸过程在超声辅助下进行。
17.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，水浸的时间为1~5h。
18.如权利要求1所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将提锂液进行沉淀处理，得到锂沉淀。
19.如权利要求1~18任一项所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将水提渣进行酸浸处理，固液分离，得到富集正极材料元素的酸浸出液和槟榔基碳材料。
20.如权利要求19所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，酸浸过程中的酸液为无机强酸的水溶液。
21.如权利要求20所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，无机强酸为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸中的至少一种。
22.如权利要求20所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，酸浸过程的温度为30~90℃。
23.如权利要求20所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，酸浸过程的时间为2~5h。
24.如权利要求20所述的槟榔渣和废旧正极材料的联合处理方法，其特征在于，将得到的槟榔基碳材料用于制备电极材料。
25.一种锂二次电池，其特征在于，电极材料中包含权利要求19~24任一项所述的槟榔基碳材料。
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