[发明专利]废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料中有价金属回收方法

说明书

本发明公开了一种从废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料中回收有价金属的方法，包括：(1)将经拆解、破磨后的镍钴锰酸锂三元电池正极材料与碳粉混合均匀后，进行焙烧还原，控制温度为700‑950℃，时间为1.5‑4h；(2)将所述焙烧料置于搅拌装置中，加纯水，滴加稀酸，调节PH为4.5‑8，浸泡后进行过滤处理；(3)取过滤后所得滤液，所述滤液用氢氧化钠调节PH为7.0‑10.0，过滤除杂后，再加入加入可溶性碳酸盐，沉淀出碳酸锂，将所述碳酸锂沉淀过滤洗涤，即实现对锂金属元素的回收。本发明采用正极粉料还原方式，首先将锂转化成稀酸或水的可溶物，无杂质优选回收高品位锂，然后对钴、镍、锰三元材料进行统一回收利用，工艺简单，环保高效，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种废旧电池正极材料中有价金属的回收利用，特别涉及一种从废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料中回收有价金属的方法。

背景技术

手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具等便携式电子产品在市场上的广泛应用，带动了锂离子电池行业的快速发展。近年来钴价的飞涨，导致电池生产企业逐渐采用Ni-Co、Co-Mn、Mn-Ni、Mn-Ni-Co等混合氧化物体系代替钴酸锂，且所占市场份额越来越大。镍钴锰酸锂三元电池正极材料，简称镍钴锰三元材料，是一种包含镍、钴、锰三种过渡金属元素的新型复合性锂电池，其化学通式为Li(NixCoyMnz)O₂。这种由Ni-Co-Mn三元体系组成的电池材料由于具有比容量高、循环性能好、安全性能好、价格低廉、易于合成等优点、被公认为是最有前景的钴酸锂替代材料之一。

随着镍钴锰酸锂三元电池销售、使用量的增大，如何将废旧镍钴锰酸锂三元电池变废为宝，将该类电池正极材料中的有价金属元素进行有效回收利用，已成为当前工业热点问题。目前，对废旧镍钴锰酸锂三元电池的回收利用工艺，主要包括湿法浸出工艺和固相法高温煅烧再生工艺。湿法浸出工艺其主要流程是将废旧电池经放电、粉碎、陪烧后，再用硫酸和硝酸或硫酸和双氧水体系浸出，浸出液用碱法沉淀得到含镍钴锰沉淀后，再选择性沉淀得到锂产品，如CN105958148A和CN101450815专利。固相法高温煅烧再生工艺，主要包括放电、粉碎、成分含量检测、比例回调处理，再煅烧生成镍钴锰酸锂电池正极材料步骤。如CN104538695A和CN101450815号专利等。基于目前的湿法冶金或者高温冶金的回收工艺，虽然能够回收处理镍钴锰酸锂电池，并获得镍钴锰酸锂正极材料或者碳酸锂等多种产品，但存在如下不足：

1、以上提及的湿法浸出工艺中，往往需要用到双氧水、硫酸等强氧化强酸性的物质，工艺危险性高，容易造成双氧水和硫酸的挥发，造成环境污染，并对反应设备的耐腐蚀性要求高，设备成本高。并且酸或碱浸液耗量极大，回收工艺流程复杂，废水废渣较多，锂回收率低。

2、固相法高温煅烧直接制备镍钴锰酸锂正极材料往往工艺流程长，需要比较严格的检测和用量调节步骤，回收工艺难以调控，容易造成产品的不合格，以及原料浪费，因此实际应用十分有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种工艺流程短，操作简单，低价、环保、高效，可是实现对镍钴锰酸锂三元电池正极材料中的锂元素进行高回收率并且高品位选择回收。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种从废旧镍钴锰酸锂三元电池正极材料中回收有价金属的方法，具体包括如下步骤：

(1)焙烧还原：将经拆解、破磨处理后的镍钴锰酸锂三元电池正极材料，与碳粉混合均匀后，置于还原炉内进行焙烧还原，控制所述焙烧还原温度为700-950℃，焙烧还原时间为1.5-4h；

(2)酸浸：取出经步骤(1)焙烧还原后的焙烧料，并将所述焙烧料置于搅拌装置中，加入纯水稀释后，滴加稀酸，调节稀释后焙烧料混合液PH为4.5-8，浸泡后进行过滤处理；