[发明专利]一种回收含锂电池废料中锂的方法有效
申请号: | 201810209520.1 | 申请日: | 2018-03-14 |
公开(公告)号: | CN108264068B | 公开(公告)日: | 2020-02-07 |
发明(设计)人: | 孙峙;王中行;曹宏斌;张懿 | 申请(专利权)人: | 中国科学院过程工程研究所 |
主分类号: | C01D15/08 | 分类号: | C01D15/08 |
代理公司: | 11332 北京品源专利代理有限公司 | 代理人: | 巩克栋 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 锂电池 固液分离 原料浆料 净化液 回收 碳酸盐 电池级碳酸锂 电化学处理 水溶液混合 产品纯度 传统工艺 废物排放 分离过程 用电化学 整体流程 碳酸锂 沉锂 浸出 回收率 生产成本 沉淀 金属 清洁 转化 | ||
1.一种回收含锂电池废料中锂的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将含锂电池废料与盐的水溶液混合得到原料浆料,对原料浆料进行电化学处理得到反应浆料,之后对反应浆料进行固液分离,得到的液体为含锂净化液;所述含锂电池为钴酸锂电池、镍钴锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、钛酸锂电池、镍酸锂电池、镍钴铝酸锂电池中的任意一种;
(2)将步骤(1)所述含锂净化液的pH调至7以上,加入碳酸盐进行沉锂反应,反应后固液分离,得到的固体为碳酸锂;
步骤(1)中,所述盐为硫酸盐和/或硫酸氢盐;所述电化学处理的时间为1-10h,在进行电化学处理前,先对所述原料浆料进行预热,所述预热的温度为40-200℃,电化学处理的电流密度为10-3000A/m2;
步骤(1)所述电化学处理过程中,一步实现将含锂电池废料中除锂以外的其他所有金属均以单质或合金的形式沉积在电极表面。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述硫酸盐和/或硫酸氢盐包括硫酸钠、硫酸氢钠、硫酸钾、硫酸氢钾、硫酸铵、硫酸氢铵、硫酸镁、硫酸氢镁、硫酸铝、硫酸氢铝、硫酸铜、硫酸氢铜、硫酸铁、硫酸氢铁、硫酸镍或硫酸锌中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述硫酸盐和/或硫酸氢盐为硫酸钠和/或硫酸氢钠。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述电化学处理为电解。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述含锂电池废料包括废旧锂离子电池经放电和破碎后得到的全电池粉料、废旧锂离子电池拆解后所得电极材料、锂电池生产过程中产生的正负极边角料或锂电池生产过程中产生的残次品废料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)所述含锂电池废料经过预处理。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述预处理包括机械破碎、球磨、分选、机械化学处理、有机溶剂溶解、焙烧、碱浸脱铝或浮选除碳中的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)中,所述电化学处理在电解槽中进行。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述电解槽为敞口电解槽或密闭电解槽。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述电解槽为密闭电解槽。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述密闭电解槽为常压密闭电解槽。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预热的温度为60-100℃。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述电化学处理的过程中伴有搅拌。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述搅拌为磁力搅拌、机械搅拌或气体搅拌中的任意一种或至少两种的组合。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述搅拌为机械搅拌。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述电化学处理中使用的电极为不锈钢电极、镍电极、铜电极、钛电极、纯铁电极、铸铁电极、碳电极、玻碳电极、铂电极或金电极中的任意一种或至少两种的组合。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述电化学处理中使用的电极为碳电极和钛电极。
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