CN116377249A - 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 - Google Patents
一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116377249A CN116377249A CN202310530154.0A CN202310530154A CN116377249A CN 116377249 A CN116377249 A CN 116377249A CN 202310530154 A CN202310530154 A CN 202310530154A CN 116377249 A CN116377249 A CN 116377249A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaching
- pressure
- reaction
- waste ternary
- equipment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 10
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 5
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Mn].[Co].[Ni] KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N (2s)-2,6-diaminohexanoic acid;(2s)-2-hydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O.NCCCC[C@H](N)C(O)=O NWZSZGALRFJKBT-KNIFDHDWSA-N 0.000 claims description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N ammonia Natural products N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N hydrazine monohydrate Substances O.NN IKDUDTNKRLTJSI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L potassium sulfite Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])=O BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000019252 potassium sulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 10
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013341 scale-up Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B23/00—Obtaining nickel or cobalt
- C22B23/04—Obtaining nickel or cobalt by wet processes
- C22B23/0407—Leaching processes
- C22B23/0446—Leaching processes with an ammoniacal liquor or with a hydroxide of an alkali or alkaline-earth metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
- C22B7/008—Wet processes by an alkaline or ammoniacal leaching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/84—Recycling of batteries or fuel cells
Abstract
本发明属于锂离子电池回收领域，具体涉及一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备。一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，具体包括以下步骤：将一定浓度的氨水、铵盐以及待回收的废旧三元正极粉末物料和辅料还原剂加入至高压碱浸槽内；在第一反应槽内，通过结合升温和惰性气体的加入，实现对腔体内部压力的控制，反应一定时间；待反应结束后，打开浸出液排出口使其进入第二反应槽腔体，浸出渣则沉至底部并周期性放出清理；往第二反应槽内补充适量的金属硫酸盐，并采用合适的碱液调节pH值，完成共沉淀过程，制备三元正极前驱体材料。本发明利用高压反应环境，极大地减少碱性原料的使用，并增加反应速率和单批处理量，有效提高碱法工艺的处理效率；利用浸出液组分与前驱体制备液的相似性，结合改进后的高压碱浸槽，实现碱浸回收和共沉淀的一体化过程。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池回收技术领域，具体涉及一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备。
背景技术
废旧锂离子电池富含多种不可再生金属，如锂镍钴等战略性金属。随着新能源汽车的普及和资源的短缺现状，废旧锂离子电池的资源化再利用俨然成为了新能源行业可持续发展的重要保障之一。
相较于火法工艺的污染性和金属回收率，湿法工艺在废旧锂离子电池的回收中表现更优。湿法工艺又进一步可细化为酸法体系和碱法体系。如中国发明授权专利CN201310001930.5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，采用破碎、重选、磁选、二次破碎、筛分、酸溶等工艺实现金属锂镍钴锰以及其他有价组件的回收；又比如中国发明授权专利CN201811286786.2提供了一种采用硫酸加高锰酸钾的一段浸出和双氧水加硫酸的二段浸出相结合的回收工艺，而后采用萃取法实现多金属锂钴镍的分离与回收。然而，酸法体系的问题在于杂质的浸出导致浸出液成分复杂，从而导致后续有价金属的提取工艺冗长繁琐。
相比之下，碱法体系碱法工艺所具备的金属选择性可以有效避免杂质元素进入浸出液中，从而大大缩短后续材料再生加工等过程。但现在碱法体系尚不成熟，其主要的缺陷在于浸出速率慢，依赖还原剂的使用，易产生大量的碱性废水等工艺和环境问题。
因此，本专利提出结合构筑高压反应环境，通过高压密闭条件减少氨水挥发，提高反应物氨水的浓度，获得更高的氨水利用效率，减少碱性废水的生成，并促进反应的快速进行；且反应物浓度的增加使得单批处理量的提升，提供放大工艺的可能性；利用浸出液组分与前驱体制备液的相似性，结合改进后的高压碱浸槽实现前驱体的再生，完成资源化再生过程。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对碱法体系回收废旧三元正极材料中存在的浸出速率慢，碱性废水污染严重的问题，通过高压碱浸槽和高压反应环境的构筑，克服上述缺点，实现碱法体系的优化以及废料的资源化再生过程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，包括以下步骤：
(1)将一定浓度的氨水、铵盐以及待回收的废旧三元正极粉末物料和辅料还原剂加入至高压碱浸槽内；
(2)在第一反应槽内，通过结合升温和惰性气体的加入，实现对腔体内部压力的控制，反应一定时间；
(3)待反应结束后，打开浸出液排出口使其进入第二反应槽腔体，浸出渣则沉至底部并周期性放出清理；
(4)往第二反应槽内补充适量的金属硫酸盐，并采用合适的碱液调节pH值，完成共沉淀过程，制备三元正极前驱体材料。
优选地，步骤(1)中一定浓度的氨水、铵盐，其在配置完成后的氨水浓度0.1～2mol/L，铵盐的浓度为0.1～2mol/L，其混合比例的选择在于CNH3·H2O与CNH4 +之和保持在0.8～1.2mol/L之间，且铵盐的选择为氯化铵和硫酸铵中的一种或多种。
优选地，步骤(1)中的废旧三元正极粉末指的是三元镍钴锰正极材料，其化学通式为Li(NixCoyMn1-x-y)O2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)，并且废旧三元粉末的加入质量与底液体积的比值范围为20～100g/L。
优选地，步骤(1)所提及的还原剂是双氧水、亚硫酸钠、亚硫酸钾、水合肼中的一种或多种，并且通过控制摩尔比n(还原剂):n(废旧三元正极)＝1:1～2:1之间，确定还原剂的使用量。
优选地，步骤(2)中所提及反应温度为20～90℃，惰性气体为氮气、氩气中的一种或多种，腔体压力为1～10atm，反应时间为15～60min。
优选地，步骤(3)中浸出液和浸出渣的分离是利用改进后的高压碱浸槽，完成浸出液的快速转移，以及浸出渣的沉底。
优选地，步骤(4)中的碱液为10mol/L的氨水和1～10mol/L的氢氧化钠溶液，调节后溶液的pH在8～10之间，三元正极前驱体材料是直接从浸出液中沉淀制得，可视作锂镍钴锰的氢氧化物。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明提供一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺，利用高压反应环境，极大地减少碱性原料的使用，并增加反应速率和单批处理量，有效提高碱法工艺的处理效率。
(2)本发明利用浸出液的物质组成与前驱体制备液相似，结合优化改进后的高压碱浸槽，直接再生前驱体材料，高效地实现废料的资源化再生与利用。
附图说明
图1是本发明所采用的工艺流程图；
图2是本发明所采用的高压碱浸槽示意图，其中1为电机，2为压力计，3为温度计，4为pH计，5为平叶搅拌桨，6为折叶搅拌桨，7为加热装置，8为推进式搅拌桨，9为第二反应槽出料口，10为第一反应槽排出口，11为碱液进料口，12为辅助料进料口，13为第一反应槽浸出液排出口，14为正极进料口，15为碱液进料口，16为辅助料进料口，17为惰性气体进入口，A是第一反应槽腔体；B是第二反应槽腔体；
图3是本发明实施例1再生正极前驱体产物的扫描电镜图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明进行进一步的说明。
实施例1
(1)高压浸出槽内部的浸出液配置为1mol/L的氨水和1mol/L的氯化铵，且溶液总体积为5m3；
(2)往配置好的底液中加入125kg废旧三元正极粉末(Li(Ni0.33Co0.33Mn0.33)O2)以及160kg亚硫酸钠；
(3)将上述混合溶液转移至高压反应釜(体积为15m3，第一反应槽体积为8m3，第二反应槽体积为7m3)内，设定温度为50℃，通入适量氮气控制槽内压力为2atm，并保持温度和压力反应60min，待反应结束后，打开第一反应槽排出口，转移浸出液；
(4)通过ICP分析检测锂镍钴锰的金属含量，添加适量锂镍钴锰的金属盐，将比例调节至3:1:1:1，而后采用10mol/L的氨水和1mol/L的氢氧化钠溶液将第二反应槽内的溶液pH值调至10，实现有价金属的共沉淀，得到三元前驱体材料。
(5)反复进行，直至第一反应槽静置时浸出渣堆积达到浸出液排出口2/3位置时，清洗整个槽体，移除浸出渣。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 98.1％，Ni 99.8％，Co 89.2％，Mn65.8％。对制备的前驱体产物进行扫描电镜测试，观测其形貌，如图3所示。
实施例2
(1)高压浸出槽内部的浸出液配置为1.5mol/L的氨水和1mol/L的氯化铵，且溶液总体积为7m3；
(2)往配置好的底液中加入210kg废旧三元正极粉末(Li(Ni0.33Co0.33Mn0.33)O2)以及267kg亚硫酸钠；
(3)将上述混合溶液转移至高压反应釜(体积为20m3，第一反应槽体积为10m3，第二反应槽体积为10m3)内，设定温度为70℃，通入适量氮气控制槽内压力为3atm，并保持温度和压力反应60min，待反应结束后，打开第一反应槽排出口，转移浸出液；
(4)通过ICP分析检测锂镍钴锰的金属含量，添加适量锂镍钴锰的金属盐，将比例调节至3:1:1:1，而后采用10mol/L的氨水和5mol/L的氢氧化钠溶液将第二反应槽内的溶液pH值调至10，实现有价金属的共沉淀，得到三元前驱体材料。
(5)反复进行，直至第一反应槽静置时浸出渣堆积达到浸出液排出口2/3位置时，清洗整个槽体，移除浸出渣。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 98.6％，Ni 99.5％，Co 88.7％，Mn63.1％。
实施例3
(1)高压浸出槽内部的浸出液配置为1.5mol/L的氨水和0.8mol/L的氯化铵，且溶液总体积为7m3；
(2)往配置好的底液中加入280kg废旧三元正极粉末(Li(Ni0.33Co0.33Mn0.33)O2)以及400kg亚硫酸钠；
(3)将上述混合溶液转移至高压反应釜(体积为20m3，第一反应槽体积为10m3，第二反应槽体积为10m3)内，设定温度为80℃，通入适量氮气控制槽内压力为3atm，并保持温度和压力反应60min，待反应结束后，打开第一反应槽排出口，转移浸出液；
(4)通过ICP分析检测锂镍钴锰的金属含量，添加适量锂镍钴锰的金属盐，将比例调节至3:1:1:1，而后采用10mol/L的氨水和5mol/L的氢氧化钠溶液将第二反应槽内的溶液pH值调至10，实现有价金属的共沉淀，得到三元前驱体材料。
(5)反复进行，直至第一反应槽静置时浸出渣堆积达到浸出液排出口2/3位置时，清洗整个槽体，移除浸出渣。
利用ICP结果证明各金属回收率分别达到：Li 95.1％，Ni 96.3％，Co 87.7％，Mn60.3％。
Claims (7)
1.一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一定浓度的氨水、铵盐以及待回收的废旧三元正极粉末物料和辅料还原剂加入至高压碱浸槽内；
(2)在第一反应槽内，通过结合升温和惰性气体的加入，实现对腔体内部压力的控制，反应一定时间；
(3)待反应结束后，打开浸出液排出口使其进入第二反应槽腔体，浸出渣则沉至底部并周期性放出清理；
(4)往第二反应槽内补充适量的金属硫酸盐，并采用合适的碱液调节pH值，完成共沉淀过程，制备三元正极前驱体材料。
2.根据权利要求1任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(1)中一定浓度的氨水、铵盐，其在配置完成后的氨水浓度0.1～2mol/L，铵盐的浓度为0.1～2mol/L，其混合比例的选择在于CNH3·H2O与CNH4 +之和保持在0.8～1.2mol/L之间，且铵盐的选择为氯化铵和硫酸铵中的一种或多种。
3.根据权利要求1～2中任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(1)中的废旧三元正极粉末指的是三元镍钴锰正极材料，其化学通式为Li(NixCoyMn1-x-y)O2(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)，并且废旧三元粉末的加入质量与底液体积的比值范围为20～100g/L。
4.根据权利要求1～3中任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(1)所提及的还原剂是双氧水、亚硫酸钠、亚硫酸钾、水合肼中的一种或多种，并且通过控制摩尔比n(还原剂):n(废旧三元正极)＝1:1～2:1之间，确定还原剂的使用量。
5.根据权利要求1～4中任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(2)中所提及反应温度为20～90℃，惰性气体为氮气、氩气中的一种或多种，腔体压力为1～10atm，反应时间为15～60min。
6.根据权利要求1～5中任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(3)中浸出液和浸出渣的分离是利用改进后的高压碱浸槽，完成浸出液的快速转移，以及浸出渣的沉底。
7.根据权利要求1～6中任一所述的一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备，其特征在于，步骤(4)中的碱液为10mol/L的氨水和1～10mol/L的氢氧化钠溶液，调节后溶液的pH在8～10之间，三元正极前驱体材料是直接从浸出液中沉淀制得，可视作锂镍钴锰的氢氧化物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310530154.0A CN116377249B (zh) | 2023-05-12 | 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310530154.0A CN116377249B (zh) | 2023-05-12 | 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116377249A true CN116377249A (zh) | 2023-07-04 |
| CN116377249B CN116377249B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107230811A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种正极材料中金属组分的选择性浸出剂及回收方法 |
| CN108486376A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-04 | 中南大学 | 一种浸出废旧锂离子电池正极材料中金属的方法 |
| CN109193057A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 昆明理工大学 | 一种利用废旧三元锂电池制备正极材料前驱体的方法 |
| CN113200574A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-03 | 中南大学 | 一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法 |
| CN115449636A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-09 | 中南大学 | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺及其设备 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107230811A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种正极材料中金属组分的选择性浸出剂及回收方法 |
| CN108486376A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-09-04 | 中南大学 | 一种浸出废旧锂离子电池正极材料中金属的方法 |
| CN109193057A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-01-11 | 昆明理工大学 | 一种利用废旧三元锂电池制备正极材料前驱体的方法 |
| CN113200574A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-03 | 中南大学 | 一种从混合废旧锂电再生富锂锰基正极的方法 |
| CN115449636A (zh) * | 2022-09-05 | 2022-12-09 | 中南大学 | 一种锂离子电池正极材料的回收再生工艺及其设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111254294B (zh) | 一种废锂离子电池粉末选择性提锂及电解分离回收二氧化锰的方法 | |
| CN106848474A (zh) | 一种从锂离子电池正极废料中高效回收正极材料前驱体和碳酸锂的方法 | |
| CN112117507B (zh) | 一种废旧锂离子电池正极材料高效回收与再生的方法 | |
| CN113802002B (zh) | 湿法回收锂电池中有价金属的方法 | |
| CN101871048A (zh) | 一种从废旧锂电池中回收钴、镍和锰的方法 | |
| JP2012153956A (ja) | 有価金属の浸出方法及びこの浸出方法を用いた有価金属の回収方法 | |
| CN111477985B (zh) | 一种回收废旧锂离子电池的方法 | |
| CN110028111B (zh) | 三元正极材料前驱体及碳酸锂的制备方法 | |
| CN108011150A (zh) | 一种从废旧三元锂离子电池电极粉料中制取碳酸锂的方法 | |
| CN108264068B (zh) | 一种回收含锂电池废料中锂的方法 | |
| CN109216817A (zh) | 一种废旧镍钴锰酸锂电池正极材料的元素回收方法 | |
| CN111471864A (zh) | 一种废旧锂离子电池浸出液中回收铜、铝、铁的方法 | |
| CN112960705B (zh) | 一种四元锂离子电池正极材料回收方法 | |
| CN114085996A (zh) | 一种含镍钴料协同处理回收镍钴的方法 | |
| CN106229577A (zh) | 一种废旧镍氢电池正负极物料混合浸出的方法 | |
| CN111254276A (zh) | 基于还原钠化焙烧物相转化的废锂离子电池粉末选择性提取有价金属方法 | |
| Wang et al. | Ammonia leaching of valuable metals from spent lithium ion batteries in NH3-(NH4) 2SO4-Na2SO3 system | |
| KR20050112487A (ko) | 폐리튬 이차전지로부터 유가금속의 고효율 회수 방법 | |
| KR20190044792A (ko) | 리튬이차전지 폐 양극재를 재생하여 칼슘 농도가 낮은 니켈-코발트-망간 복합 황산염 용액을 제조하는 방법 | |
| CN111180819A (zh) | 一种电池级Ni-Co-Mn混合液和电池级Mn溶液的制备方法 | |
| CN117210687A (zh) | 一种废旧氧化物电池正极材料的碱性浸出回收方法 | |
| CN103221557B (zh) | 含镍酸性溶液的制造方法 | |
| CN116377249B (zh) | 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 | |
| CN106893859A (zh) | 一种处理镍钴合金废料的方法 | |
| CN116377249A (zh) | 一种废旧三元正极材料的高压碱浸回收工艺及其设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |