[发明专利]一种从废旧动力电池三元正极材料中回收有价金属的方法

说明书

本发明公开了种从废旧动力电池三元正极材料中回收有价金属的方法，该方法包括以下步骤：1)对废旧三元正极材料进行还原处理；2)将上述还原后的三元正极材料放入水中进行水浸，获得水浸出液和水浸出渣；3)对上述浸出渣依次进行酸洗和硫酸酸浸，获得酸洗液和酸浸镍钴锰硫酸溶液；4)将上述水浸出液与酸洗液合并后，加入沉淀剂进行沉淀，获得Li₂CO₃沉淀；5)采用氢氧化钠调节上述酸浸镍钴锰硫酸溶液的pH值，再向调节后的体系中加入KMnO₄进行沉淀反应，获得钴镍溶液和MnO₂沉淀；6)对上述钴镍溶液进行萃取得到含镍的盐溶液和含钴的盐溶液。采用本发明方法回收得到的每种有价金属化合物或金属盐溶液的杂质较少，纯度高。

技术领域

本发明属于从废旧的电池材料中回收有价金属的技术领域，具体涉及一种从废旧动力电池三元正极材料中回收有价金属的方法。

背景技术

报废的动力电池中含有大量的有价金属，随意丢弃及处理，不仅造成钴、镍、锰、锂等资源的极大浪费，还会严重污染环境，因此，亟需一种绿色无污染的、可大规划工业化的处理方法。大量文献报道了报废动力电池的回收及资源化，废旧电池湿法处理工艺的研究及应用最为广泛，文献统计及专利统计中占比为57.25％，但报废三元正极材料经过湿法工艺在还原剂条件下酸溶之后，浸出溶液中的镍、钴、锰、锂有价金属通过沉淀法或者萃取法进行分离，浸出液中的锂通常放在所有金属回收之后进行回收，对锂回收的纯度及收率有影响1)在正极材料回收的金属中，锂的金属含量最低，经过湿法工艺的浸出、萃取或沉淀分离后，锂在萃余液中，浓度只有6-8g/l，且含有大量杂质；或者在沉淀后液中随着加入的沉淀剂溶液造成的体积膨胀而稀释，含量在1-2g/L左右，锂浓度越低，整体回收的收率越低，废水量也越大，从而导致了有些湿法回收工艺中经过沉淀除杂及萃取分离后，锂的综合回收率不足60％；2)锂回收制备高纯的电池级的碳酸锂或者氢氧化锂，在任何一种酸浸出体系中，和锂离子同时存在的阴离子，比如硫酸根或者氯离子，在锂的浓缩蒸发过程中会伴随着碳酸锂或者氢氧化锂一起析出，影响回收锂产品的纯度。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种从废旧动力电池三元正极材料中回收有价金属的方法，解决了现有技术回收过程中，各有价金属的浸出率低，回收得到的有价金属氧化物或金属盐溶液的杂质含量多，从而导致纯度低的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种从废旧动力电池三元正极材料中回收有价金属的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，对废旧动力电池三元正极材料进行高温氢还原处理，获得还原后的三元正极材料；

步骤2，将所述步骤1中所述的还原后的三元正极材料放入水中进行水浸，过滤，获得水浸出液和水浸出渣；

步骤3，对所述步骤2获得的水浸出渣依次进行酸洗和硫酸酸浸，获得酸洗液和酸浸镍钴锰硫酸溶液；

步骤4，将所述步骤2获得的水浸出液与所述步骤3获得的酸洗液合并后，加入沉淀剂进行沉淀，获得Li₂CO₃沉淀；

步骤5，采用氢氧化钠调节所述步骤3获得的酸浸镍钴锰硫酸溶液的pH值至3-5，再向调节后的体系中加入KMnO₄进行沉淀反应，获得钴镍溶液和MnO₂沉淀；

步骤6，对步骤5获得的钴镍溶液进行萃取得到含镍的盐溶液和含钴的盐溶液。

优选地，所述步骤1中，所述高温氢还原处理时，还原气体为摩尔质量比为(2～4)：1的氢气和氮气混合气体；还原时间为2～4h，还原温度为350～650℃。

优选地，所述步骤2中，所述水浸时的搅拌速度为50～150r/min，搅拌时间为0.2～1h。

优选地，所述步骤3中，所述酸洗时所选用的酸为草酸、盐酸中的至少一种。