一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法。該方法主要包括廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料的放電處理、粉碎、焙燒；焙燒后用硫酸和硝酸浸出，浸出液用氯酸鈉溶液沉淀銅、鐵和鋁離子，過濾后濾液用氫氧化鈉和氨水沉淀得到含鎳鈷錳沉淀和鋰鹽溶液，鋰鹽溶液凈化后用碳酸鈉沉淀。采用本發(fā)明的方法，廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中的有價金屬回收率在98％以上。
【專利說明】
一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及廢舊電池材料回收技術領域，尤其涉及一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池具有工作電壓高、體積小、質量輕、無記憶效應、無污染、自放電小和循環(huán)壽命長等優(yōu)點，是21世紀發(fā)展的理想能源載體。鋰離子電池廣泛應用于水利、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航天航空等多個領域；同時鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移送通訊中得到普遍應用。
[0003]隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力，針對廢舊鋰離子電池的回收利用的研究越來越多。
[0004]CN102676827A公開了一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池中回收有價金屬的方法，包括如下步驟:原料整理步驟:以廢舊鎳鈷錳酸鋰電池作為回收原料，其中各鎳鈷錳酸鋰電池中的正極材料為同類的正極材料;金屬回收步驟:從所述回收原料中回收得到鎳鈷錳復合碳酸鹽和碳酸鋰。
[0005]CN104466294A公開了一種從鎳鈷錳酸鋰廢電池中回收金屬的方法，其步驟為:將廢鋰離子電池進行放電、拆解或收集正極邊角料、正極殘片，獲得廢正極片，廢正極片經焙燒、水溶解、過濾獲得廢鎳鈷錳酸鋰粉末;將廢鎳鈷錳酸鋰粉末與硫酸氫鉀按一定比例混合后焙燒，焙燒產物用水浸出，然后向溶液中加入碳酸鉀溶液后過濾，補充碳酸鹽調整濾渣中L1、N1、Co、Mn的比例后將其球磨、壓緊、焙燒，重新獲得鎳鈷錳酸鋰正極材料。濾液用硫酸調整成分并進行結晶處理后獲得的硫酸氫鉀能夠被再次利用。
[0006]CN105206889A公開了一種廢舊鎳鈷錳酸鋰三元電池正極材料的處理方法，其包括以下幾個步驟:(I)預處理，(2)化學溶解，(3)化學除雜，(4)萃取深度除雜和鈷鎳錳的富集。
【發(fā)明內容】
[0007]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術的問題，提供了一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法。該方法有價金屬回收率高。
[0008]本發(fā)明所述的一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，步驟如下:
(1)將所述廢I日鎳鈷錳酸鋰電池材料進行放電處理，然后經粉碎機粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)將粉碎后的鎳鈷錳酸鋰電池材料與添加劑一起加入到焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為650?750°C，焙燒時間為l_5h;
(3 )將焙燒后的鎳鈷錳酸鋰電池材料用1.1?2.3mo I/L的硫酸和1.5?2.8moI/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的體積比為I?2:1，浸出時間為3?5h，浸出溫度為80?100°C，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為90?100r/min，過濾，得到浸出液；
(4)向步驟(3)得到的浸出液中加入1.0?1.5mol/L的氯酸鈉溶液調整浸出液的pH值為6.7?7.2，使浸出液中的銅、鐵和鋁離子沉淀，液固分離得濾液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步驟(4)得到的濾液中加入1.0?1.5moI/L氫氧化鈉溶液和1.0?1.5moI/L氨水，調節(jié)濾液的pH值為11?12，其中，氫氧化鈉溶液和氨水的體積比為I?3:1，使鎳、鈷、錳沉淀，過濾，得到含鎳鈷錳沉淀物和鋰鹽溶液；
(6)將步驟(5)得到的鋰鹽溶液凈化，然后加入1.0?2.3mol/L的碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰；
(7)含鎳鈷錳沉淀物經過常規(guī)處理用作生產鎳鈷錳酸鋰電池的原料。
[0009]采用了上述技術方案，廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中的有價金屬回收率在98%以上。
【具體實施方式】
[0010]下面結合具體實例對本發(fā)明做出詳細說明。
[0011]實施例1:
一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，步驟如下:
(1)將所述廢I日鎳鈷錳酸鋰電池材料進行放電處理，然后經粉碎機粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)將粉碎后的鎳鈷錳酸鋰電池材料與添加劑一起加入到焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為650°C，焙燒時間為3h;
(3)將焙燒后的鎳鈷錳酸鋰電池材料用1.2mol/L的硫酸和1.6mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的體積比為1:1，浸出時間為3h，浸出溫度為80°C，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為90r/min，過濾，得到浸出液；
(4)向步驟(3)得到的浸出液中加入1.0mol/L的氯酸鈉溶液調整浸出液的pH值為6.8，使浸出液中的銅、鐵和鋁離子沉淀，液固分離得濾液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步驟(4)得到的濾液中加入1.0mol/L氫氧化鈉溶液和1.0mol/L氨水，調節(jié)濾液的pH值為11，其中，氫氧化鈉溶液和氨水的體積比為1:1，使鎳、鈷、錳沉淀，過濾，得到含鎳鈷錳沉淀物和鋰鹽溶液；
(6)將步驟(5)得到的鋰鹽溶液凈化，然后加入1.0mol/L的碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰；
(7)含鎳鈷錳沉淀物經過常規(guī)處理用作生產鎳鈷錳酸鋰電池的原料。
[0012]實施例2:
一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，步驟如下:
(1)將所述廢I日鎳鈷錳酸鋰電池材料進行放電處理，然后經粉碎機粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)將粉碎后的鎳鈷錳酸鋰電池材料與添加劑一起加入到焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為750°C，焙燒時間為5h;
(3)將焙燒后的鎳鈷錳酸鋰電池材料用2.3mol/L的硫酸和2.8mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的體積比為2:1，浸出時間為5h，浸出溫度為90°C，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為I OOr/min，過濾，得到浸出液；
(4)向步驟(3)得到的浸出液中加入1.5mol/L的氯酸鈉溶液調整浸出液的pH值為7.2，使浸出液中的銅、鐵和鋁離子沉淀，液固分離得濾液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步驟(4)得到的濾液中加入1.5mol/L氫氧化鈉溶液和1.5mol/L氨水，調節(jié)濾液的pH值為12，其中，氫氧化鈉溶液和氨水的體積比為3:1，使鎳、鈷、錳沉淀，過濾，得到含鎳鈷錳沉淀物和鋰鹽溶液；
(6)將步驟(5)得到的鋰鹽溶液凈化，然后加入2.3mol/L的碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰；
(7)含鎳鈷錳沉淀物經過常規(guī)處理用作生產鎳鈷錳酸鋰電池的原料。
[0013] 實施例3:
一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，步驟如下:
(1)將所述廢I日鎳鈷錳酸鋰電池材料進行放電處理，然后經粉碎機粉碎至粒度小于149微米占90 %以上；
(2)將粉碎后的鎳鈷錳酸鋰電池材料與添加劑一起加入到焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為700°C，焙燒時間為3h;
(3)將焙燒后的鎳鈷錳酸鋰電池材料用1.9mol/L的硫酸和2.5mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的體積比為1:1，浸出時間為4h，浸出溫度為90°C，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為I OOr/min，過濾，得到浸出液；
(4)向步驟(3)得到的浸出液中加入1.2mol/L的氯酸鈉溶液調整浸出液的pH值為7.1，使浸出液中的銅、鐵和鋁離子沉淀，液固分離得濾液和沉淀物，除去沉淀物；
(5)向步驟(4)得到的濾液中加入1.2mol/L氫氧化鈉溶液和1.2mol/L氨水，調節(jié)濾液的pH值為12，其中，氫氧化鈉溶液和氨水的體積比為2:1，使鎳、鈷、錳沉淀，過濾，得到含鎳鈷錳沉淀物和鋰鹽溶液；
(6)將步驟(5)得到的鋰鹽溶液凈化，然后加入2.0mol/L的碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰；
(7)含鎳鈷錳沉淀物經過常規(guī)處理用作生產鎳鈷錳酸鋰電池的原料。
【主權項】
1.一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，其特征在于，步驟如下: (1)將所述廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料進行放電處理，然后經粉碎機粉碎至粒度小于149微米占90 %以上； (2)將粉碎后的鎳鈷錳酸鋰電池材料與添加劑一起加入到焙燒爐中進行焙燒，焙燒溫度為650?750°C，焙燒時間為l_5h; (3)將焙燒后的鎳鈷錳酸鋰電池材料用1.1?2.3mol/L的硫酸和1.5?2.8mol/L的硝酸浸出，其中，硫酸和硝酸的體積比為I?2:1，浸出時間為3?5h，浸出溫度為80?100°C，浸出過程進行攪拌，攪拌速度為90?100r/min，過濾，得到浸出液； (4)向步驟(3)得到的浸出液中加入1.0?1.5mol/L的氯酸鈉溶液調整浸出液的pH值為6.7?7.2，使浸出液中的銅、鐵和鋁離子沉淀，液固分離得濾液和沉淀物，除去沉淀物； (5)向步驟(4)得到的濾液中加入1.0?1.5moI/L氫氧化鈉溶液和1.0?1.5moI/L氨水，調節(jié)濾液的pH值為11?12，其中，氫氧化鈉溶液和氨水的體積比為I?3:1，使鎳、鈷、錳沉淀，過濾，得到含鎳鈷錳沉淀物和鋰鹽溶液； (6)將步驟(5)得到的鋰鹽溶液凈化，然后加入1.0?2.3mol/L的碳酸鈉溶液，沉淀得到碳酸鋰； (7)含鎳鈷錳沉淀物經過常規(guī)處理用作生產鎳鈷錳酸鋰電池的原料。2.如權利要求1所述的一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，其特征在于，所述添加劑為氫氧化鈉和碳酸鈉的混合物。3.如權利要求2所述的一種從廢舊鎳鈷錳酸鋰電池材料中回收有價金屬的方法，其特征在于，所述氫氧化鈉和碳酸鈉的質量比為I?2:1。
【文檔編號】C22B15/00GK105958148SQ201610324520
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】朱華麗, 陳召勇
【申請人】長沙理工大學