[发明专利]一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法在审
申请号: | 201910501368.9 | 申请日: | 2019-06-11 |
公开(公告)号: | CN110129571A | 公开(公告)日: | 2019-08-16 |
发明(设计)人: | 孙峙;吕伟光;王中行;郑晓洪;曹宏斌;张懿 | 申请(专利权)人: | 中国科学院过程工程研究所 |
主分类号: | C22B7/00 | 分类号: | C22B7/00;C22B26/12;C22B23/00;C22B47/00;C22B15/00;C22B21/00;C01D15/08;H01M10/54 |
代理公司: | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人: | 巩克栋 |
地址: | 100190 北京市海淀区中关村*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 废旧锂离子电池 固体渣 有价金属 浸出液 固液分离 混合材料 选择性提取 环境友好 加热加压 酸消耗量 浸出剂 净化液 制备 添加剂 金属 回收 | ||
1.一种从废旧锂离子电池材料中提取有价金属的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将废旧锂离子电池材料与浸出剂混合,得到混合材料,将所述混合材料加热加压处理,固液分离后,得到浸出液和一次固体渣;
(2)调节步骤(1)所述浸出液的pH值,得到二次固体渣和含锂净化液。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述加热加压的温度为150~250℃;
优选地,步骤(1)所述加热加压的压力为0.5~3Mpa;
优选地,步骤(1)所述加热加压的时间为0.5~10h。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述加热加压处理为在搅拌条件下加热加压;
优选地,所述搅拌的速度为100~2500rpm,优选为400~1000rpm;
优选地,步骤(1)所述加热加压的反应器为高压釜或水热釜。
4.如权利要求1-3之一所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述浸出剂为酸,优选为有机酸和/或无机酸;
优选地,所述有机酸包括柠檬酸、乙酸和天冬氨酸中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述无机酸包括盐酸、硫酸和硝酸中的任意一种或至少两种的组合。
5.如权利要求1-4之一所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述浸出剂中H+和废旧锂离子电池材料中活性物质的摩尔比为0.3~2:1;
优选地,步骤(1)所述废旧锂离子电池材料与浸出剂的固液比为10~600g/L,优选为200~300g/L;
优选地,所述废旧锂离子电池材料中活性物质包括正极活性物质。
6.如权利要求1-5之一所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述废旧锂离子电池材料包括废旧正极材料或废旧正极材料和废旧负极材料的混合料;
优选地,所述废旧正极材料包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述废旧负极材料包括石墨负极、硅负极和硅碳负极中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,步骤(1)所述固液分离包括沉降分离、过滤分离和离心分离中的任意一种或至少两种的组合。
7.如权利要求1-6之一所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述浸出液pH值的调节方法为采用碱性材料调节;
优选地,所述pH值为8~11;
优选地,所述碱性材料包括氢氧化钠、碳酸钠和氢氧化钾中的任意一种或至少两种的组合。
8.如权利要求1-7之一所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述调节浸出液pH值后还包括固液分离的过程;
优选地,所述固液分离包括沉降分离、过滤分离和离心分离中的任意一种或至少两种的组合。
9.如权利要求1-8之一所述的方法,其特征在于,步骤(2)所述含锂净化液可用于提取锂元素;
优选地,所述锂元素的提取过程包括在所述含锂净化液中加入碳酸钠;
优选地,所述固体渣用于提取除锂外的其他有价金属元素。
10.如权利要求1-9之一所述的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
(1)将废旧锂离子电池材料与浸出剂混合,所述浸出剂中H+和废旧锂离子电池材料中活性物质的摩尔比为0.3~2:1,所述废旧锂离子电池材料与浸出剂的固液比为200~300g/L,得到混合材料,将所述混合材料在温度为150~250℃,压力为0.5~10Mpa,搅拌速度为400~1000rpm的条件下,在高压釜或水热釜中加热加压处理0.5~10h,经过固液分离后,得到浸出液和一次固体渣;
(2)采用碱性材料调节步骤(1)所述浸出液的pH值为8~11,固液分离,得到固体渣和含锂净化液;
(3)在所述含锂净化液中加入碳酸钠提取锂元素,所述固体渣用于提取除锂外的其他有价金属元素。
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