[发明专利]一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源循环利用以及冶金、材料技术领域，特别涉及一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法。

背景技术

目前从废旧钴酸锂电池中回收有价金属的，基本上都是通过浸出、除杂和分离分别回收其中的钴和锂。如专利号为CN03113915、名称为“从废锂离子电池中回收金属的方法”的专利文献中，提出了一种采用物理和化学方法，通过浸出除杂后电解回收金属铜和钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。专利号为CN101280357、名称为“一种环保的废旧锂电池回收中的酸浸萃取工艺”的专利文献中，提出了一种采用化学方法处理废旧锂电池，通过浸出除杂后加草酸沉淀得到草酸钴回收钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。专利号为CN1688065、名称为“从废旧锂离子电池中分离回收钴的方法”的专利文献，提出了一种采用物理和化学方法，通过浸出除杂后加氢氧化钠沉淀得到氢氧花亚钴回收钴，通过碳酸盐沉淀回收锂。而分别回收钴和锂导致回收成本高、能耗大，但目前还无有效的能同时对钴和锂同时进行回收的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从废钴酸锂中同时回收钴锂并制备钴酸锂的方法，实现从废钴酸锂回收钴锂技术的推广与大规模生产，工艺简单，能秏少。

本发明的技术方案如下所述：一种从废钴酸锂中回收钴锂并制备钴酸锂的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)用酸和还原剂将废钴酸锂中的钴锂浸出，得到浸出液，所述废钴酸锂为电池材料厂报废的钴酸锂、电池厂的报废钴酸锂浆料或边角料、初步除铝后的钴酸锂正极片或正极粉；

(2)用化学法除去浸出液中的铜、铁、铝、钙和镁；

(3)用碳酸盐沉淀除杂后溶液中的钴锂得碳酸钴锂；

(4)干燥碳酸钴锂，并根据钴锂比，配入相应的钴盐和/或锂盐；

(5)煅烧，得到钴酸锂产品。

所述步骤(1)中，所述酸为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种混合酸，所述还原剂为双氧水、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、硫代硫酸钠、铁粉中的一种或几种混合物。

所述步骤(2)中，用铁粉、硫化钠中的一种或两种除去浸出液中大部分的铜；用碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、碳酸铵中的一种或两种调节浸出液的pH到4.0～5.0，除去溶液中的大部分铁、铝杂质；用氟化钠、氟化铵、氟化氢铵、氟化钾中的一种或几种混合物除去溶液中的大部分钙、镁。在该步骤中，用化学法除去浸出液中杂质后，溶液中锂含量为4～24g/L、钴含量为50～120g/L、铁含量为0～8mg/L、铝含量为0～5mg/L、铜含量为0～8mg/L、钙含量为0～10mg/L、镁含量为0～10mg/L。

所述步骤(3)中，用碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氨、碳酸氢氨、氨水中的一种或几种作为沉淀剂，在终点pH值为9.0～11.0条件下沉淀溶液中的锂、钴，再经过过滤及0～5次的洗涤得碳酸钴锂。在该步骤中，可将沉淀过滤后的滤液返回步骤(1)重新进行回收或者和其他废钴酸锂一起浸出回收。

所述步骤(4)中，将碳酸钴锂产品置于干燥器中，50℃-200℃条件下干燥，得水份含量为0.2％～2.0％的碳酸钴锂。

所述步骤(4)中，根据干燥后的碳酸钴锂中的钴锂含量，配入氢氧化锂、碳酸锂、氢氧化钴、碳酸钴、草酸钴中的一种或几种混合均匀，使锂与钴的摩尔比为1.0～1.15，混合均匀。

所述步骤(5)中，在空气氛下，将步骤(4)的产物在850℃～1050℃温度下煅烧4～12h得钴酸锂产品。

本发明的优点在于从废钴酸锂中同时回收钴锂，工艺简单、能耗低、辅料消耗少；本发明制备的钴酸锂D₅₀为9.15μm左右，比表面积为0.3cm²/g左右，振实密度大于2.7g/cm³，极片压实密度大于3.9g/cm³，初始放电容量大于144mAh/g，50周循环容量衰减率小于1％，与市场上同类产品相关性能相当；废钴酸锂中钴、锂回收率分别为99％和96％以上。

附图说明

图1为本发明的钴锂回收工艺图；

图2为实施例1中的钴酸锂产品的SEM图；

图3为实施例1中的钴酸锂产品的充放电曲线图；

图4为实施例1中的钴酸锂产品的循环性能曲线图。

具体实施方式