[发明专利]一种钴锰废渣回收制备三元材料的方法

说明书

本发明涉及电池材料技术领域，具体公开了一种钴锰废渣回收制备三元材料的方法，包括以下步骤：S1、钴锰盐的萃取；S2、去除铁离子；S3、配制钴、锰混合液；S4、检测硫酸钴、硫酸锰溶液；S5、配制三元前驱体溶液；S6、三元正极材料合成。本发明方法能够回收全部的钴和锰，同时采用了除铁工艺，最大限度的保证了回收的钴锰的纯度，在回收的钴锰中加入补充材料达到三元正极材料的配比要求，避免了钴锰离子的浪费，而且最终合成的三元正极材料具有比较好的电化学性能。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体是一种钴锰废渣回收制备三元材料的方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对可持续经济提出了更高的要求。绿色能源成为当今热点，是未来的发展方向。三元正极材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O₂，三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整。

偏苯三酸酐是重要的化工原料，目前国内外工业上生产偏苯三酸酐的主要方法是偏三甲苯液相空气氧化法。偏三甲苯液相空气氧化法：该法最早由美国中世纪(Mid-Century)公司开发成功，该法以醋酸为溶剂，以含有钴、锰金属组分和溴化物的可溶性物质作催化剂。在氧化反应中，以醋酸为溶剂，以含有钴、锰金属组分和溴化物的可溶性物质作催化剂。乙酸钴别名醋酸钴，英文名称是Cobalt(II)acetate anhydrous，CAS号为6147-53-1。乙酸锰别名醋酸锰，英文名称是Manganous acetate，CAS号为638-38-0。

钴锰是潜在有害且价格昂贵的材料，因此从废渣中回收钴锰具有较大的经济效益和环境效益。钴锰废渣经过萃取，精制，分离，提纯后可以用于作为三元正极材料的钴源和锰源。

发明内容

本发明的目的是提供一种从偏苯三酸酐重组分焚烧残渣中回收钴离子和锰离子，并且用于制作三元正极材料的方法，合理的利用了残渣中的资源，避免了资源的浪费，同时减少了环境的污染。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种钴锰废渣回收制备三元材料的方法，包括以下步骤：

S1、钴锰盐的萃取：将偏苯三酸酐重组分焚烧残渣中加入5％-37％盐酸溶液和活性炭，搅拌加热到40℃-70℃，保温1-3h后过滤得到钴锰盐；

S2、去除铁离子：使用30％碳酸钠水溶液调节pH，通过调节pH到5～6去除铁离子；

S3、配制钴、锰混合液：继续加入碳酸钠溶液调节pH至10，固体析出，用蒸馏水清洗后，取出固体加入浓硫酸与水配成10％-50％的硫酸钴、硫酸锰溶液；

S4、检测钴、锰混合液:采用原子发射光谱仪检测混合液中钴、锰离子的含量；

S5、配制三元前驱体溶液：镍钴锰按照x:y:z的摩尔比为x+y+z＝1的比例补充镍源、钴源和锰源，添加络合剂氨水，并加入氢氧化钠调节前躯体溶液的pH11～13，沉淀生成三元前驱体，经离心洗涤，干燥后得到三元前驱体；

S6、三元正极材料合成：向三元前驱体中加入碳酸锂与添加剂进行混合，干燥和煅烧后得到三元正极材料。

进一步地，S1中所述偏苯三酸酐重组分焚烧残渣和盐酸的投放质量比为1:1-4，所述偏苯三酸酐重组分焚烧残渣和活性炭的投放质量比为1:0.01-0.03。

进一步地，S3中清洗次数为三次。

具体地，S5所述镍源为氢氧化镍、氧化镍等的一种或几种；所述钴源为四氧化三钴、氧化钴、碳酸钴、乙酸钴的一种或几种；所述锰源为氢氧化锰、碳酸锰、乙酸锰、三氧化二锰中的一种或几种。