[发明专利]一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法

权利要求书

1.一种熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：拆解锂电池

将锂电池放电、真空干燥后，拆解，得到锂电池正极材料和锂电池负极材料；

将锂电池正极材料和锂电池负极材料分别进行热解处理，负极材料处理后得到碳粉，正极材料处理后得到活性物质钴酸锂；

步骤2：熔盐辅助碳热还原

根据钙基熔盐的原料配比，称量原料，混合后，加热至熔化温度，形成熔盐，冷却至室温研磨，得到钙基熔盐的共晶混合物粉末；其中，钙基熔盐的熔化温度≤700℃；

将活性物质钴酸锂、碳粉、钙基熔盐的共晶混合物粉末混合，研磨均匀，放入坩埚中，再置于反应炉中，真空条件下，在600±5℃~900±5℃保温处理30~75min，得到钴、碳酸钙、锂盐的混合产物；其中，钙基熔盐的共晶混合物粉末的量比理论碳酸锂完全转化为锂盐的量多10wt%~15wt%；碳粉的加入量为能够将活性物质钴酸锂充分还原的量；

步骤3：分离

将钴、碳酸钙、锂盐的混合产物溶于水，得到钴、碳酸钙和Li⁺的混合液；

将钴、碳酸钙和Li⁺的混合液进行磁选分离，得到钴，剩余含碳酸钙和Li⁺的混合液；

向含碳酸钙和Li⁺的混合液中加入硫酸钠，生成硫酸钙沉淀，过滤，得到钙基沉淀物和含Li⁺滤液；

向含Li⁺滤液中，加入碳酸钠，得到碳酸锂沉淀的混合液，过滤，得到碳酸锂。

2.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的放电是将锂电池放入饱和氯化钠溶液中，浸泡放电24h以上。

3.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中，真空干燥为在60℃真空干燥12h。

4.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中，所述的热解处理，温度为450±5℃ ~500±5℃，时间为30min-2h。

5.如权利要求4所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的热解处理为真空热解处理。

6.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤2中，所述的钙基熔盐为CaCl₂-NaCl熔盐、CaO-CaCl₂熔盐、CaCl₂-KCl熔盐中的一种；

其中，CaCl₂-NaCl熔盐中，其共晶摩尔配比为，CaCl₂：NaCl=0.521:0.479；

CaO-CaCl₂熔盐中，其共晶摩尔配比为，CaO：CaCl₂ =0.204:0.796；

CaCl₂-KCl熔盐中，其共晶摩尔配比为，CaCl₂：KCl =0.74:0.26。

7.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤2中，熔盐的熔化温度为550±5℃~600±5℃。

8.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤2中，按质量比，活性物质钴酸锂：碳粉=(1~5):1。

9.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤2中，反应炉中，反应温度为650±5℃~750±5℃。

10.如权利要求1所述的熔盐辅助碳热还原回收锂电池正极材料的方法，其特征在于，所述的步骤3中，将钴、碳酸钙、锂盐的混合产物溶于水，按固液比，钴+碳酸钙+锂盐：水=(10~50)g：1L。