CN117144137A - 一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 - Google Patents
一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117144137A CN117144137A CN202310920229.6A CN202310920229A CN117144137A CN 117144137 A CN117144137 A CN 117144137A CN 202310920229 A CN202310920229 A CN 202310920229A CN 117144137 A CN117144137 A CN 117144137A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leaching
- solution
- lithium ion
- ion batteries
- valuable metals
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002386 leaching Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 26
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 24
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 62
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N succinic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 23
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims abstract description 22
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000001384 succinic acid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 15
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 14
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 5
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 30
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 15
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 14
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 235000021110 pickles Nutrition 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 12
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 abstract description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 abstract 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010926 waste battery Substances 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 20
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical group O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N aluminum iron Chemical compound [Al].[Fe] CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 description 1
- HXDRSFFFXJISME-UHFFFAOYSA-N butanedioic acid;2,3-dihydroxybutanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCC(O)=O.OC(=O)C(O)C(O)C(O)=O HXDRSFFFXJISME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
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
- 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
- C22B7/007—Wet processes by acid leaching
-
- 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
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- 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
- C22B23/0415—Leaching processes with acids or salt solutions except ammonium salts solutions
-
- 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
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/30—Oximes
-
- 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
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
- C22B3/384—Pentavalent phosphorus oxyacids, esters thereof
- C22B3/3846—Phosphoric acid, e.g. (O)P(OH)3
-
- 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
- C22B47/00—Obtaining manganese
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/54—Reclaiming serviceable parts of waste accumulators
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明属于废旧锂电池资源回收领域，公开了一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，包括以下步骤：将废旧电池进行放电、拆解、筛分，将得到的正负极黑粉焙烧、碱洗、抽滤，将滤渣酸浸、抽滤，将滤液进行PH沉淀除杂、萃取除杂，得到锂、镍、钴、锰的高纯混合溶液。本发明中用琥珀酸与酒石酸混合有机酸溶液作为浸出剂，本身具有还原性的酒石酸还可以作为浸出液的还原剂，无需再加入还原剂，酒石酸与琥珀酸协同作用辅助超声浸出。本发明浸出体系具有设计科学合理、操作安全简便、有价金属浸出率高、设备腐蚀小等优点，可实现锂、镍、钴、锰的高效浸出，锂浸出率可达95％以上，镍、钴、锰浸出率可达99％以上。
Description
技术领域
本发明属于废旧锂离子电池材料回收领域，具体涉及一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法。
背景技术
能源是人类文明得以延续的重要基础，是国民经济发展的重要支撑。人类的发展，科技的进步所需能源消耗巨大，导致了不可再生能源的日益枯竭，与此同时，化石能源的消耗也导致了严重的环境污染问题。为了可持续发展和生态环境保护，可再生型新型清洁能源的使用已成为大势所趋。
锂离子电池作为一种新型储能设备被广泛使用，但锂离子电池在经过一段时间的使用，电池多次进行充放电循环后其活性物质就会失去活性，电池容量下降从而导致了电池报废。废旧锂离子电池中含有大量的有价金属，这些有价金属如果能进行合理的回收再利用，不仅可以形成一个能源的溯回使用，同时也能产生巨大的经济效益。目前回收处理废旧锂电池的主流工艺有三种：火法回收、湿法回收和生物浸出回收，三种方式各有其优势和缺点。
本发明中利用湿法回收辅助超声浸出等工艺对有价金属进行提取，主要涉及碱浸、酸浸、沉淀、萃取等步骤，其中酸浸过程尤为重要，关乎到有价金属的提取效率。传统的酸浸主要分为无机酸浸出和有机酸浸出两大类，无机酸浸出液主要采用强酸如盐酸、硫酸、硝酸等，具有强腐蚀性，并对设备和人体都有一定的危险性，同时反应过程中会释放出Cl2、SO3、NOx等有害气体，危害工作人员身体健康。此外，无机酸的运输和储藏也具有一定的危险性。与无机酸相比，有机酸大多属于弱酸，对浸出设备要求低，且有机酸可自然降解，对环境污染小，不易造成二次污染。本发明将采用有机酸中的琥珀酸与酒石酸的混合酸液作为浸出剂来处理废旧锂电池。
正极黑粉中含有大量钴、镍、锰、锂有价金属，回收利用可带来巨大的经济效益。然而，废旧锂电池正极活性材料中存在高价态的Co、Mn元素，在浸出过程中不易溶于酸浸液，因而在正极材料酸浸过程中通常需要使用过氧化氢作为还原剂，将高价态的金属还原成低价态后再进行有效浸出，但过氧化氢不稳定，在反应过程中易分解快速释放氧气，反应剧烈，易于造成酸浸过程不可控。
发明内容
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解、筛分后，得到集电极金属粉体、隔膜、正负极黑粉；
(2)将正负极黑粉进行低温焙烧，分解黑粉中少量的粘结剂；
(3)将步骤(2)焙烧后的正负极黑粉置入碱溶液，碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，除去铝、铁等杂质后进行抽滤分离；
(4)将步骤(3)的滤渣置入配好的琥珀酸+酒石酸浸出体系中，将溶液进行超声浸出，后将溶液抽滤；
(5)将步骤(4)抽滤后的溶液，调节溶液PH沉淀杂质，调节PH的碱溶液为氢氧化钠溶液，沉淀反应过程中保温，后将溶液抽滤；
(6)将步骤(5)抽滤后的溶液，利用多步萃取进行分步除杂，得到锂、镍、钴、锰的高纯混合溶液。
进一步地，在步骤(2)中，焙烧温度为400℃-600℃，焙烧时间为1-4h。
进一步地，在步骤(3)中，碱溶液浓度为0.5mol/L-3mol/L，反应时间为0.5-3h，反应温度为30℃-60℃。
进一步地，在步骤(4)中，酸浸液为琥珀酸-酒石酸的混合体系，混合体系的溶剂为去离子水，混合体系中琥珀酸浓度为0.5mol/L-5mol/L，混合体系中酒石酸浓度为0.1mol/L-2mol/L，超声功率为100-250W，超声温度为40℃-60℃，反应时间为30-90min。
进一步地，在步骤(5)中，调节溶液PH的碱溶液浓度为1.5mol/L，反应温度为40-70℃，反应时间为30-120min。
进一步地，在步骤(6)中，金属浸出液除杂萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯、铜萃取剂M5640。
一种上述以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法在制备电池正极材料中的应用。
本发明的有益效果：
本发明以琥珀酸-酒石酸混合溶液为酸浸体系，该浸出体系具有设计科学合理、操作安全简便、有价金属浸出率高、设备腐蚀小等优点，可实现锂、镍、钴、锰的高效浸出，锂浸出率可达95％以上，镍、钴、锰浸出率可达99％以上。本发明所述浸出方法绿色环保无二次污染，浸出过程安全可控，浸出率高，具有较好的工业应用前景。
本发明使用酒石酸与琥珀酸的混合溶液作为锂电池三元正极活性材料的酸浸出液，琥珀酸又名丁二酸，作为一种绿色溶剂，对人体和环境都很友好，酒石酸作为一种带有还原性的酸，在浸出体系中既可作为酸浸出剂又可作为还原剂，酸浸液中无需另外加入过氧化氢还原剂。
本发明采用琥珀酸与酒石酸的有机混合酸为浸出剂，在低温下对混合黑粉进行酸浸出。相比与无机酸浸出体系而言，使用有机混合酸溶液在浸出过程中反应平稳可控，绿色无污染。琥珀酸与酒石酸两种有机酸的搭配组合既能提高酸性，弥补了有机酸多为弱酸浸出率不高的缺陷，同时由于酒石酸本身具有强还原性的性质，无需另外添加还原剂。琥珀酸与酒石酸形成的有机混合酸浸液与传统的酸浸体系相比，具有绿色无污染，反应安全可控，节约还原剂成本等优点。
附图说明
图1为本发明以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
本发明中P204为二(2-乙基己基)磷酸酯；M5640为铜萃取剂M5640。
实施例1
一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，包括如下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解、筛分后，得到集电极金属粉末、隔膜，正负极黑粉；
(2)将正负极黑粉焙烧，焙烧温度400℃，保温时间2h，焙烧分解黑粉中少量的粘结剂；
(3)将步骤(2)焙烧后的正负极黑粉置入碱溶液，碱溶液为0.5mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为30℃，反应时间2h，除去铝铁等杂质后进行抽滤分离；
(4)将步骤(3)的滤渣置入配好的琥珀酸+酒石酸浸出体系中，体系的溶剂为去离子水，体系中琥珀酸浓度为0.5mol/L，体系中酒石酸浓度为2mol/L，将溶液进行超声浸出，超声功率为100W，超声温度为40℃，反应时间为30min。
后将溶液抽滤；
(5)将步骤(4)抽滤后的溶液，调节溶液PH沉淀杂质，调节PH的碱溶液为1.5mol/L氢氧化钠溶液，沉淀反应温度为40℃，反应时间90min，后将溶液抽滤；
(6)将步骤(5)抽滤后的溶液，利用萃取剂P204、M5640进行分步除杂，P204除去混合溶液中微量的锌钙镁杂质，M5640除去混合溶液中的微量铜杂质，之后得到含有锂镍钴锰的高纯混合溶液；
(7)步骤(6)得到的含有锂镍钴锰的高纯混合溶液，可作为新电池制备的原材料进行使用。
实施例2
一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，包括如下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解、筛分后，得到集电极金属粉末、隔膜，正负极黑粉；
(2)将正负极黑粉焙烧，焙烧温度500℃，保温时间4h，焙烧分解正极黑粉中少量的粘结剂；
(3)将步骤(2)焙烧后的正负极黑粉置入碱溶液，碱溶液为2mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为60℃，反应时间3h，除去铝铁等杂质后进行抽滤分离；
(4)将步骤(3)的滤渣置入配好的琥珀酸+酒石酸浸出体系中，体系的溶剂为去离子水，体系中琥珀酸浓度为3mol/L，体系中酒石酸浓度为1mol/L，将溶液进行超声浸出，超声功率为250W，超声温度为60℃，反应时间为90min。
后将溶液抽滤；
(5)将步骤(4)抽滤后的溶液，调节溶液PH沉淀杂质，调节PH的碱溶液为1.5mol/L氢氧化钠溶液，沉淀反应温度为50℃，反应时间120min，后将溶液抽滤；
(6)将步骤(5)抽滤后的溶液，利用萃取剂P204、M5640进行分步除杂，P204除去混合溶液中微量的锌钙镁杂质，M5640除去混合溶液中的微量铜杂质，之后得到含有锂镍钴锰的高纯混合溶液；
(7)步骤(6)得到的含有锂镍钴锰的高纯混合溶液，可作为新电池制备的原材料进行使用。
实施例3
一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，包括如下步骤：
(1)将废旧锂电池放电、拆解、筛分后，得到集电极金属粉末、隔膜，正负极黑粉；
(2)将正负极黑粉焙烧，焙烧温度600℃，保温时间1h，焙烧分解正极黑粉中少量的粘结剂；
(3)将步骤(2)焙烧后的正负极黑粉置入碱溶液，碱溶液为3mol/L的氢氧化钠溶液，反应温度为50℃，反应时间0.5h，除去铝铁等杂质后进行抽滤分离；
(4)将步骤(3)的滤渣置入配好的琥珀酸+酒石酸浸出体系中，体系的溶剂为去离子水，体系中琥珀酸浓度为5mol/L，体系中酒石酸浓度为0.1mol/L，将溶液进行超声浸出，超声功率为200W，超声温度为50℃，反应时间为60min，后将溶液抽滤；
(5)将步骤(4)抽滤后的溶液，调节溶液PH沉淀杂质，调节PH的碱溶液为1.5mol/L氢氧化钠溶液，沉淀反应温度为70℃，反应时间30min，后将溶液抽滤；
(6)将步骤(5)抽滤后的溶液，利用萃取剂P204、M5640进行分步除杂，P204除去混合溶液中微量的锌钙镁杂质，M5640除去混合溶液中的微量铜杂质，之后得到含有锂镍钴锰的高纯混合溶液；
(7)步骤(6)得到的含有锂镍钴锰的高纯混合溶液，可作为新电池制备的原材料进行使用。
表1和表2分别为具体实施例1-3中的方法实验浸出含量和回收率数据表：
表1：实施例1-3中锂镍钴锰实验浸出含量表
表2：实施例1-3中锂镍钴锰回收率表
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 锂回收率/％ | 94.1 | 95.1 | 94.4 |
| 镍回收率/％ | 98.1 | 99.3 | 99.0 |
| 钴回收率/％ | 98.1 | 99.4 | 98.8 |
| 锰回收率/％ | 98.4 | 99.5 | 98.9 |
Claims (7)
1.一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将废旧锂离子电池放电、拆解、筛分后，得到集电极金属粉末、隔膜、正负极黑粉；
(2)将正负极黑粉进行低温焙烧，分解黑粉中少量的粘结剂；
(3)将步骤(2)焙烧后的正负极黑粉置入碱溶液，碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液，除去铝、铁等杂质后，进行抽滤分离；
(4)将步骤(3)的滤渣置入配好的酸浸液中，将溶液进行超声浸出，后将溶液抽滤；
(5)将步骤(4)抽滤后的溶液，调节溶液PH沉淀杂质，调节PH的碱溶液为氢氧化钠溶液，沉淀反应过程中保温，后将溶液抽滤；
(6)将步骤(5)抽滤后的溶液，利用多步萃取进行分步除杂，得到锂、镍、钴、锰的高纯混合溶液。
2.根据权利要求1所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，在步骤(2)中，焙烧温度为400℃-600℃，焙烧时间为1-4h。
3.根据权利要求1所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，在步骤(3)中，碱溶液浓度为0.5mol/L-3mol/L，反应时间为0.5-3h，反应温度为30℃-60℃。
4.根据权利要求1所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，在步骤(4)中，酸浸液为琥珀酸-酒石酸的混合体系，混合体系中琥珀酸浓度为0.5mol/L-5mol/L，混合体系中酒石酸浓度为0.1mol/L-2mol/L，超声功率为100-250W，超声温度为40-60℃，反应时间为30-90min。
5.根据权利要求1所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，在步骤(5)中，碱溶液浓度为1.5mol/L，反应温度为40-70℃，反应时间为30-120min。
6.根据权利要求1所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法，其特征在于，在步骤(6)中，金属浸出液除杂萃取剂为二(2-乙基己基)磷酸酯、铜萃取剂M5640。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法在制备电池正极材料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310920229.6A CN117144137A (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310920229.6A CN117144137A (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117144137A true CN117144137A (zh) | 2023-12-01 |
Family
ID=88910844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310920229.6A Pending CN117144137A (zh) | 2023-07-24 | 2023-07-24 | 一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117144137A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117926013A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 天津崇研科技有限公司 | 镍钴锰酸锂废电池正负极混合材料的浸出方法 |
-
2023
- 2023-07-24 CN CN202310920229.6A patent/CN117144137A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117926013A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 天津崇研科技有限公司 | 镍钴锰酸锂废电池正负极混合材料的浸出方法 |
| CN117926013B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-05-28 | 金族(兰州)精细化工有限公司 | 镍钴锰酸锂废电池正负极混合材料的浸出方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109449434B (zh) | 一种利用废旧锂离子电池制备三元锂电池正极材料前驱体的方法 | |
| CN111825110A (zh) | 废旧锂离子电池正极材料的回收利用方法 | |
| CN114606386B (zh) | 一种废弃锂电池磨浸回收钴和锂的工艺 | |
| CN114195112A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池的回收方法 | |
| CN109022793B (zh) | 一种从含钴镍锰中至少一种的正极材料废粉中选择性浸出锂的方法 | |
| CN112207119B (zh) | 一种处理电池黑粉的方法 | |
| CN110835117B (zh) | 一种从废旧三元正极材料中选择性提锂的方法 | |
| CN111960480A (zh) | 一种利用废旧锂离子电池制备镍钴锰三元材料的方法 | |
| CN112877548B (zh) | 一种废旧锂离子电池正极粉回收有价金属的方法 | |
| CN117144137A (zh) | 一种以废旧锂离子电池超声浸出有价金属的方法 | |
| CN111187914A (zh) | 一种从锂电池正极材料中回收锂的方法 | |
| CN111321297A (zh) | 一种从废旧锂离子电池中回收有价金属的方法 | |
| CN113086996A (zh) | 一种废旧三元掺氟电池正极材料的回收利用方法 | |
| CN112510280A (zh) | 一种基于动力电池箔片中特征元散列的物理方法 | |
| CN116375059B (zh) | 利用废旧磷酸铁锂电池一步法回收制备碳酸锂的工艺 | |
| CN111162272B (zh) | 废弃锂离子电池镍钴锰酸锂正极材料再生方法 | |
| CN114381601A (zh) | 一种废旧三元锂离子电池正极材料中有价金属梯级分离的方法 | |
| CN114614130B (zh) | 一种亚临界水中铵盐辅助的高选择性回收废旧锂离子电池正极材料的方法 | |
| CN111321298A (zh) | 一种废旧三元lncm锂离子电池的浸出以及有价金属的回收方法 | |
| CN115295911A (zh) | 一种三元正极废浆料综合回收的方法 | |
| CN111934043B (zh) | 一种废旧铅酸蓄电池铅膏的回收工艺 | |
| CN114976336A (zh) | 一种从锂电池正极材料浸出锂的方法 | |
| CN115181866A (zh) | 一种联合浸出剂及其在正极浸出中的应用 | |
| CN112919440A (zh) | 一种从退役锂电池中提取锂的方法 | |
| CN117144136A (zh) | 一种从废旧锂电池中浸出有价金属的方法 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20240130 Address after: No. 408, No.1 Dongping Road, Biancun, Dongjiao Township, Shunhe Hui District, Kaifeng City, Henan Province, 475000 Applicant after: Kaifeng Zhuojian New Energy Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 1502, Incubation Building 1, No. 11, Changchun Road, Zhengzhou Hi tech Industrial Development Zone, 450000 Henan Province Applicant before: Henan Zhuojian New Energy Technology Research Institute Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |