[发明专利]一种从含镍钴锰锂的混合溶液中高效分离有价金属的方法

说明书

本发明公开了一种从含镍钴锰锂的混合溶液中高效分离有价金属的方法，包括以下步骤：(1)向装有底流的反应釜中同时加入含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液进行沉淀反应，保持加热和搅拌，控制含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液的添加速度以控制溶液的pH值为8‑14；(2)待含镍钴锰锂的混合溶液添加完毕后，继续添加碱溶液控制浆料的pH值稳定在10‑12，停止添加碱溶液，保温搅拌陈化反应；(3)将步骤(2)中陈化后的浆料进行固液分离得到沉淀渣与沉淀母液，所得沉淀渣为镍钴锰氢氧化物与氧化物的混合物，所得沉淀母液为富锂溶液。本发明的方法，含镍钴锰锂混合溶液中镍、钴、锰、锂的回收率均大于99％。

技术领域

本发明属于有色金属分离领域，尤其涉及一种从含镍钴锰锂的混合溶液中分离有价金属的方法。

背景技术

废旧锂离子电池中富含镍钴锰锂等有价金属资源，开展废旧锂离子电池清洁回收已成为锂电行业的研究热点。当前，无论采用火法还是湿法处理工艺，都会面临镍钴锰锂的分离问题。

当前，针对镍钴锰锂的分离，主要有三种技术路线：一是火法处理过程中锰锂入渣分离，镍钴则还原成金属入合金，该工艺包含火法熔炼渣金分离与湿法浸出提取回收的过程，处理流程长，存在有价金属收率低、过程能耗高的问题；二是湿法处理过程中优先选择性化学沉锂，通常以氟化锂形式优先分离锂，该方法往往引入大量氟离子，且锂的沉淀率低于80％，造成锂的回收率过低；三是从混合溶液中优先萃取分离镍钴锰，常规的分步萃取分离法往往产生大量高钠废水，且在分离过程中伴随锂的逐级分散损失。上述三种方法均能在一定程度下实现镍钴锰锂的有效分离，但均存在元素分离率不高、有价金属回收率低等问题，上述问题已成为制约废旧锂离子电池清洁回收的关键技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种金属回收率高、分离效果好、杂质含量低、绿色环保的从含镍钴锰锂的混合溶液中高效分离有价金属的方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种从含镍钴锰锂的混合溶液中高效分离有价金属的方法，包括以下步骤：

(1)向装有底流的反应釜中同时加入含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液进行沉淀反应，保持加热和搅拌，控制含镍钴锰锂的混合溶液和碱溶液的添加速度以控制溶液的pH值为8-14；

(2)待含镍钴锰锂的混合溶液添加完毕后，继续添加碱溶液控制浆料的pH值稳定在10-12，停止添加碱溶液，保温搅拌陈化反应；

(3)将步骤(2)中陈化后的浆料进行固液分离得到沉淀渣与沉淀母液，所得沉淀渣为镍钴锰氢氧化物与氧化物的混合物，所得沉淀母液为富锂溶液。

上述方法中，含镍钴锰锂的混合溶液为锂离子电池电极废料经酸浸-除杂处理，得到含镍钴锰锂的净化溶液，除镍钴锰锂外的其他金属离子含量均不超过10ppm，且溶液中镍钴锰离子均为二价。

上述方法中，优选的，所述镍钴锰氢氧化物与氧化物的混合物采用纯水多次洗涤后经酸溶处理作为三元前驱体制备的备用溶液；所述富锂溶液进入后续提锂精制环节。本发明中，富锂溶液可以经过如下处理以提取锂：将富锂溶液采用双极膜电渗析法处理，得到氢氧化锂溶液和稀酸溶液；再将氢氧化锂溶液经蒸发浓缩处理，即得到浓缩母液和电池级单水氢氧化锂产品。

上述方法中，优选的，所述底流为弱碱水或步骤(3)中得到的沉淀母液，且控制底流的pH值为10-12。

上述方法中，优选的，含镍钴锰锂的混合溶液中还加入有还原剂，所述还原剂为抗坏血酸、葡萄糖、亚硫酸盐和水合肼中的至少一种。还原剂的加入在于控制溶液中存在的活性氧，避免锰被氧化(锰被氧化后不利于晶型的生长，后续过程中难以过滤去除)，造成富锂溶液中杂质含量过高，难以实现镍钴锰与锂的高效分离。