[发明专利]一种三元正极材料酸浸液分离回收锂与镍钴锰的方法

说明书

本发明公布了一种三元正极材料酸浸液分离回收锂与镍钴锰的方法，属于有色金属二次资源的循环利用领域。该发明包括以下步骤：(1)除铁、铝；(2)碱化沉镍钴锰回收锂；(3)酸化回收镍钴锰；(4)还原回收锰。据氢氧化物沉淀pH的差异，先用生石灰将Fe、Al去除；然后用碱将Ni、Co、Mn析出，实现Li与Ni、Co、Mn的分离，先回收Li；接着酸浸Ni、Co、Mn渣，回收Ni、Co、Mn；由于Mn价态不稳定，酸浸渣中含有一定黑色的MnO₂，用双氧水将其还原为二价Mn²⁺，进一步回收Mn。采用上述步骤，相对于现有技术而言，锂与镍钴锰的回收率高，能达到95％以上，工艺简单，成本低，最终废弃物为一般废弃物。

技术领域

本发明涉及一种锂电池材料的回收方法，特别是一种三元正极材料酸浸液分离回收锂与镍钴锰的方法。

背景技术

近年来，随着新能源需求的增加，动力汽车市场蓬勃发展，三元正极材料由于其能量密度高、循环性能优异等特点，市场占比越来越大。随着动力汽车的普及，动力电池也逐渐进入批量报废的阶段，回收利用三元正极材料中的有价金属，对于环境保护、资源重复利用具有十分重要的社会效益和经济效益。本发明旨在提供一种工艺简单、生产成本低的分离回收Li与Ni、Co、Mn的方法。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种三元正极材料酸浸液分离回收锂与镍钴锰的方法，包括以下步骤：

A：除铁、铝：往三元正极材料酸浸液中加入碱，调节溶液pH至4.5～6，反应30～60min，过滤得到除铁铝液；

B：碱化沉镍钴锰回收锂：在上述步骤A得到的除铁铝液中加入碱，调节溶液pH至10～14，反应30～60min，过滤，淋洗，得到含Ni、Co、Mn的滤渣和含Li回收液；

C：酸化回收镍钴锰：取上述步骤B产生的滤渣按固液质量比1：1～1.5加入自来水，然后加入酸调节溶液pH至1～3，搅拌反应30～60min，过滤，淋洗，得到酸浸渣与含Ni、Co、Mn的回收液；

D：还原回收锰：取上述步骤C产生的酸浸渣按固液质量比1：1～1.5加入自来水，制得浆液，然后往浆液中加入双氧水直至浆液颜色完全转白；过滤，淋洗，得到含Mn回收液与一般废弃物。

优选地，所述步骤A中的三元正极材料酸浸液中Li⁺的质量浓度：7～15g/L；Ni²⁺、Co²⁺、Mn²⁺的质量浓度之和：60～120g/L。

优选地，所述步骤B中的碱为生石灰、NaOH、KOH中的至少一种。

优选地，所述步骤C中的酸为盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种。

优选地，所述步骤A所用的碱为生石灰。

优选地，所述步骤A中的反应温度为25～50℃。

优选地，所述步骤B中的反应温度为25～50℃。

优选地，所述步骤C中的搅拌速率为100～400r/min。

优选地，所述步骤C中的搅拌方式为磁力搅拌。

优选地，所述步骤D中所述浆液的pH值为3～5。

工作原理：

所述步骤A涉及的化学方程式：

Fe³⁺+OH^-＝Fe(OH)₃↓

Al+OH^-＝Al(OH)₃↓

所述步骤B涉及的化学方程式：