[发明专利]从废旧锂离子电池和/或其材料中回收有价金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源与环境技术领域，特别涉及一种从废旧锂离子电池和/或其材料中回收有价金属的方法。

背景技术

锂离子电池自1990年商业化以来，因其具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长和无记忆效应等优点，已被广泛应用于手机和笔记本电脑等通讯电子产品以及各种电子仪表与电动工具中。作为世界上锂离子电池的生产和消费大国，我国仅2012年的锂离子电池总产量就已达到40亿只。而随着现代电子通讯设备的快速普及和电动车产业等的发展，二次电池的消费量剧增，随之会产生大量的废旧锂离子电池。废旧锂离子电池一方面含有较多的钴、镍和锂等有价金属，回收价值高；另一方面，其含有的有毒或有害化合物也较多，如直接废弃或处置不当，不仅浪费资源，而且会造成比较严重的环境污染问题，因此，必须采用先进技术对废旧锂离子电池进行回收处理。

近年来，国内外对废旧锂离子电池的回收再利用技术进行了许多研究。按所采用的冶炼工艺不同，废旧锂离子电池的回收处理工艺可分为湿法和火法两类。目前，国内开发的废旧锂离子电池的回收处理技术主要集中在湿法处理工艺上，如公开号为CN102517448A的中国专利文献公开了一种废旧锂离子电池中金属离子的回收再生方法，该方法将废旧锂离子电池放电、拆解得到正极材料，然后用N-甲基吡咯烷酮（NMP）超声处理所述正极材料，再煅烧制得LiCoO₂粉末，经酸溶后，加入锰盐和镍盐以及LiOH，直接制得三元正极材料。该湿法处理工艺需要对废旧锂离子电池进行机械拆解的预处理工序，由于这一过程存在爆炸安全风险或有机物挥发的环境污染风险，现在普遍采用在保护性气氛中拆解或低温冷冻拆解，但是，这就使回收处理能力受到了很大的限制，设备投资及运行成本较高。

而在火法工艺方面，如US716920B2专利公开了由Umicore公司开发的一种含钴、镍电池单炉还原熔炼处理方法，其具体是将废旧电池及其解体料、含铁的冶金炉料和熔剂投入到一个高温竖炉中，通过控制竖炉内的氧化还原气氛，产出含Co、Ni的合金和含Fe≥20wt%、Co≤20wt%、Ni≤20wt%的炉渣，然后将该合金进一步处理，回收Co、Ni。该工艺具有能处理各种类型电池废料、避免电池拆解过程中存在的安全爆炸及环境污染风险的优点，但是，其采用酸性熔渣熔炼，炉渣中Co、Cu含量仍分别高达1.5wt%、0.9wt%，使得炉渣无法直接抛弃，需进一步贫化处理，工艺复杂。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种从废旧锂离子电池和/或其材料中回收有价金属的方法，本发明提供的方法能实现有价金属的高效回收，降低炉渣中有价金属的含量，避免了炉渣需进一步贫化处理的要求，工艺简单。

本发明提供一种从废旧锂离子电池和/或其材料中回收有价金属的方法，包括以下步骤：

将废旧锂离子电池和/或其材料、冶金焦炭与熔剂和/或含Cu、Co和Ni中一种或几种的废料混合，得到混合物料；所述冶金焦炭占混合物料的0～20wt%；在所述混合物料中，CaO/SiO2≥1或（CaO+MgO）/SiO₂≥1；

将所述混合物料在1400℃～1600℃的温度下进行还原熔炼，得到含有价金属的合金和炉渣。

优选的，在所述混合物料中，CaO/SiO₂=1.01～3或（CaO+MgO）/SiO₂=1.01～3。

优选的，所述熔剂为石灰石、白云石、硅石和氧化铝中的一种或几种。

优选的，所述含Cu、Co和Ni中一种或几种的废料为铜冶炼渣、钴冶炼渣和镍冶炼渣中的一种或几种。

优选的，所述废旧锂离子电池为废旧钢壳锂离子电池、废旧铝壳锂离子电池和废旧聚合物锂离子电池中的一种或几种；

所述废旧的锂离子电池材料为含Cu、Co和Ni中一种或几种的锂离子电池生产废料。