[发明专利]一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法

说明书

本发明公开了一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，通过将钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h，然后用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液，含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛，含锂滤液加入氢氧化锂，调节滤液pH 值在6～11范围内，深度除杂过滤；过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。利用本发明方法所得氯化锂产品纯度达99%以上，锂、钛的回收率均大于85%，方法工艺简单，有效实现了钛酸锂废料中有价成分的综合回收，避免了钛酸锂废料对环境的污染，易于产业化应用。

技术领域

本发明涉及废旧锂离子电池回收利用技术领域，尤其是一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法。

背景技术

钛酸锂因其高稳定性、高安全性、寿命长、充电快等优点，已成为新一代替代传统可充电电池的选择之一。在一些笔记本电脑和电动汽车中已开始使用，除此之外，在电网的辅助储能系统和一些军事领域也开始使用钛酸锂电池。目前，国内对废旧锂离子电池的回收研究主要集中在三元材料和磷酸铁锂材料上，对废旧钛酸锂电池材料的回收利用研究相对较少，且大部分处在实验室研究阶段，适用于工业化生产应用的工艺路线较少。

例如中国专利申请号CN201610665778.3公开了一种回收利用钛酸锂电极片的方法，是二次烧成钛酸锂，将钛酸锂废料再生。然而重新烧制的钛酸锂性能难以保证。对钛酸锂废料中的锂和钛分别加以回收是另一条有效路径。

目前，所报道的从锂离子电池中回收锂的工艺中所定位的产品普遍为碳酸锂，回收锂制备碳酸锂的工艺存在场地需求大、能耗高等特点，成本较高，经济效益不显著。本发明只需在酸浸、化学除杂后直接蒸发浓缩、结晶干燥，即可得到含量达到99% 以上的氯化锂产品，工艺简单，能秏低，成本低，具有较高的附加值，易于产业化应用。

发明内容

本发明提供了提供一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，解决现有技术中回收钛酸锂能耗高、成本高、工艺复杂、产品附加值低、回收利用率低等问题，实现废旧钛酸锂中回收锂和钛技术的推广与大规模产业化应用。

具体技术方案如下：

一种从钛酸锂废料中回收氯化锂和二氧化钛的方法，包括如下步骤：

（1）煅烧：钛酸锂废料于200～500℃煅烧1～5h；

（2）浸出：用盐酸和双氧水浸出煅烧后的物料，控制pH值在0.5～1的范围内，过滤得到含钛滤渣和含锂滤液；

（3）焙烧：将含钛滤渣直接于600～1000℃煅烧2～8h，得到二氧化钛；

（4）除杂：将（2）步骤过滤所得的滤液通过加入氢氧化锂，调节pH 值在6～11的范围内，深度除杂过滤；

（5）浓缩氯化锂：将（4）步骤过滤所得的滤液经蒸发、浓缩、结晶、干燥得到氯化锂。

优选的，所述步骤（2）中，盐酸浓度为1～5mol/L，双氧水浓度为10～50wt％，反应时间为1～4h。

优选的，所述步骤（2）和步骤（4）中反应温度为30～100℃，反应时间为1～4h。

优选的，所述步骤（5）中将氯化锂结晶物干燥时将其置于烘炉内，于200～250℃下进行干燥。

优选的，所述的钛酸锂废料为钛酸锂生产过程中产生的钛酸锂废料或者电池生产过程中产生的钛酸锂废料，或采用以下方法回收得到：废旧电池完全放电后拆解电池，分离负极片、隔膜和正极片，负极片加热至200～500℃，热处理1～5h，将基体铝箔与负极材料分离，得到钛酸锂负极材料、导电剂和粘结剂残余物的混合物的钛酸锂废料。

优选的，所述回收废旧电池得到钛酸锂废料时，采用机械分离、超声波震荡方法分离或有机溶剂浸泡分离基体铝箔与负极材料。