[发明专利]一种正极材料中金属组分的选择性浸出剂及回收方法

权利要求书

1.一种回收正极材料中金属组分的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将正极材料在浸出剂中浸出，固液分离后，得到含锂、镍和钴的浸出液与含锰和铝的滤渣，所述的浸出剂为含有还原剂、铵盐和氨水的溶液，所述还原剂为碱性条件下具有还原性的物质；所述还原剂为亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、硫酸亚铁、铁粉、二氧化硫、葡萄糖、硼氢化钠或硼氢化钾中的任意一种或至少两种的组合；

(2)含锂、镍和钴的浸出液经汽提精馏实现氨的回收和重金属氨络合物的解络合，脱氨后的浸出液经固液分离，得到含锂溶液和含镍和钴的滤渣；

其中，步骤(1)所述浸出剂中氨水的浓度为0～2mol/L且氨水的浓度不为0，铵根离子的浓度为2～4mol/L，还原剂的浓度为0.1～1mol/L；

步骤(1)所述正极材料与选择性浸出剂的固液比为10～50g·L^-1，步骤(1)所述浸出在50～90℃条件下进行，步骤(1)所述浸出的时间为120～300min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤(2)之后还进行如下步骤：

(3)将含镍和钴的滤渣溶解，除杂，得到含镍和钴的溶液，调节含镍和钴的溶液中镍、钴和锰的摩尔比，使其符合分子式LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂中Ni、Co和Mn的摩尔比，其中x＞0，y＞0，且x+y＜1，得到前驱体溶液，之后，利用前驱体溶液制备活性物质前驱体；

(4)利用步骤(2)所述含锂溶液制备锂盐，并将锂盐和步骤(3)得到的活性物质前驱体制备得到正极活性物质。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的正极材料为锂离子电池正极材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的正极材料为废旧锂离子电池正极材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、锰酸锂或镍酸锂中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述正极材料由锂离子电池经预处理得到，所述预处理为机械分离法、物理溶解法或热处理法中的任意一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述的亚硫酸盐、亚硫酸氢盐或硫代硫酸盐中的阳离子独立地为钠离子、钾离子或铵根离子中任意一种或至少两种的组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铵盐为硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、硝酸铵或乙酸铵中的任意一种或至少两种的组合。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铵盐为硫酸铵和硫酸氢铵的组合，或碳酸铵和碳酸氢铵的组合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述浸出在搅拌条件下进行，搅拌的速率为100～2000rpm。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含锰和铝的滤渣经如下方法回收锰和铝：将含锰和铝的滤渣筛分，得到金属铝和含锰沉淀物，含锰沉淀物经酸溶解，除杂，结晶，制备得到锰盐。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述汽提精馏在蒸氨塔中进行。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述含锂溶液中Ni、Co、Mn、Fe和Al的含量均≤0.5ppm。