[发明专利]一种三元正极材料制备过程中废弃耐火材料回收处理的方法

说明书

本发明提供了一种三元正极材料制备过程中废弃耐火材料回收处理的方法。废弃耐材包含硅、铝和镁杂质，所述方法包括：1)将废弃耐火材料、酸溶液和添加剂混合，进行浸出反应，之后分离，得到净化耐材和浸出液；2)调节浸出液pH至2～5，分离得到固体渣和分离液；3)向分离液中加入除铝剂，结晶，分离，得到固体渣和除铝液；4)调节除铝液的pH≥9，分离得到三元混合物和共沉淀分离液；5)向共沉淀分离液中加入除镁剂，调节pH≥12，分离得到固体渣和除镁液；6)向除镁液中加入沉淀剂进行反应，分离得到含锂物质和沉锂液。本发明实现了废弃耐火材料中镍、钴、锰和锂的回收利用，废弃耐材得到净化，易于工业化生产。

技术领域

本发明涉及新能源行业固体废弃物回收处理的方法，尤其涉及一种三元正极材料制备过程废弃耐火材料回收处理的方法。

背景技术

近年来，随着国家政策的大力扶持以及当前能源与信息产业的快速推进，以电动汽车为代表的新能源产业迅猛发展，锂电池产业随之得到了快速发展，并将极大带动上下游产业的迅速发展。

三元镍钴锰正极材料作为一种重要的电池正极材料在新能源领域应用广泛，且由于正极材料研发的升级，三元正极材料存在能量密度高、成本低等优点，正逐渐成为正极材料的主流。在三元正极材料粉体的烧制过程中通常以莫来石堇青石质匣钵等耐火材料作为容器进行高温反应。焙烧过程镍钴锰酸锂合成原料与匣钵发生反应，导致匣钵本体物理性能降低，难以进一步进行焙烧正极材料，同时废弃匣钵表面残留部分锂钴粉体，无法直接返回制备匣钵过程，若能实现有价金属回收且匣钵用于制备新的匣钵原料，则可具有良好的经济与社会效益。

当前针对废弃匣钵的综合利用方法较少，且应用方式主要集中于耐火材料或陶瓷材料的生产过程。CN 101284723A公开了“一种利用废匣钵料制备第七空粘土砖的方法”，是将陶粒支撑剂烧制过程的废匣钵进行水闷、清洗后进一步破碎分级粗细料分别作为一种原料添加到低气孔粘土砖的烧制过程，可实现废匣钵的利用，减少环境污染和节约自然资源，然而钴酸锂正极材料废弃匣钵由于本身还有碱金属，难以直接返回利用。CN103383192A公开了“利用废弃匣钵生产匣钵制品的方法”，采用日用陶瓷生产过程废弃的匣钵经过击碎、球磨、筛分后作为一种熟料，之后经与生料混合、练呢、成型、焙烧等可制成铝硅镁制匣钵，废匣钵的加入量可达原料的50％，匣钵制品质量稳定，符合相关标准。然而，三元正极材料生产过程废弃匣钵由于表面的碱金属反应，导致难以直接返回利用，而目前并没有相关新能源行业废弃匣钵综合利用的相关文献报道。对于三元正极材料生产过程其他废弃耐火材料的处理未见相关报道。随着新能源行业的迅猛发展，新能源行业废弃耐材综合利用的需求将越来越迫切。

因此，开发一种钴酸锂电池材料制备过程中废弃匣钵回收处理综合利用的方法对于本领域有着重要的意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种三元正极材料制备过程中废弃耐火材料回收处理的方法。本发明提供的方法能够对三元正极材料制备过程中产生的废弃耐火材料进行综合回收利用，该方法工艺过程简单、条件温和、设备要求低、能耗少且原料来源广泛、价格低廉，既能有效实现废弃耐火材料中锂镍钴锰等有价金属元素的回收，同时保证了耐火材料(匣钵)本体的净化，可返回耐火材料制备过程，整个工艺过程实现了三元正极材料用耐火材料的综合回收利用，具有较好的工业应用前景和经济效益。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种三元正极材料制备过程中废弃耐火材料回收处理的方法，所述废弃耐火材料包含硅、铝和镁杂质，所述方法包括以下步骤：

(1)酸浸反应：将废弃耐火材料、酸溶液和添加剂混合，进行浸出反应，反应之后进行分离，得到净化耐火材料和浸出液；

(2)除硅：调节步骤(1)所述浸出液pH至2～5进行反应，反应后进行固液分离得到固体渣和分离液；