[发明专利]锂离子电池粉料混酸蒸馏脱氟并协同有价金属浸出的方法

说明书

一种锂离子电池粉料混酸蒸馏脱氟并协同有价金属浸出的方法，其特征在于：将原料锂离子电池粉碎，收集粒径0.18mm的粉料；将粉料和硫酸溶液混合均匀成为浆料，硫酸溶液的浓度为40~70wt%，粉料和硫酸溶液的质量比为1:2~5；将浆料投入蒸馏反应器中，开启搅拌调浆；浆料预加热至100‑125℃，将水蒸气通入浆料中，加热且维持温度在100~130℃；挥发的蒸汽经冷凝后收集，蒸馏的时间持续1~4h；向蒸馏液中按理论化学计量比加入过量10~50%的沉淀剂，收集沉淀物；蒸馏结束后，向蒸馏反应器中加入水，均匀混合，开启搅拌加热；浸出结束后，过滤分离出固体残渣，收集滤液。本发明提供了一个同时实现高效脱氟与有价金属浸出的锂离子电池回收工艺方法。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池粉料混酸蒸馏脱氟并协同有价金属浸出的方法。

背景技术

近年来，随着消费电子商品、电动车和大规模储能市场的快速发展，作为目前占据最多市场份额的锂离子电池的产量也随之快速增长，也因此，废旧锂离子电池的数量呈现井喷式上涨。通常，锂离子电池主要由外壳、隔膜、电解液、粘结剂、正负极活性材料组成。其中，镍、钴、锰、锂、铜等元素都属于有价金属，可以进行回收。因此，正极铝箔、负极铜箔、正极活性材料如镍钴锰氧化物和磷酸铁锂等成为回收的主要对象。传统方法中，对废旧锂离子电池回收粉料中的有价金属锂、镍、锰、钴的浸出主要是通过H₂SO₄/H₂O₂体系完成。在酸浸过程中，H₂O₂起到还原剂的作用，但此酸浸方式H₂O₂耗量大，成本高昂。

在回收过程中，如果使用强酸、强碱、有机物或者高温烧结的方法，都会产生有毒有害气体和废液。特别是电解质溶液中的六氟磷酸锂受热或遇水会生成PF₅和HF等腐蚀性气体，对人体和环境均会产生很大的危害。在废旧锂离子电池的回收过程中，如何避免发生这些潜在的二次污染是需要重点考虑的问题。

为克服这一问题，目前，对于电解液的处理主要采用碱液处理法，该法可以除去正极材料表面大部分可溶性氟化物，但氟化物除了游离氟离子的形式外，还有部分难电离成氟离子的氟化物，如PF₆^-，PO₂F₂^-和PO₃F^2-等。对于游离的氟离子，可以采用化学沉淀法、吸附法进行氟离子的无害化处理。废旧锂离子电池的回收大部分都忽略了对难电离氟化物特别是六氟磷酸锂的处理。目前，存在少数通过焙烧、碱洗工艺、萃取工艺或焚烧工艺等对六氟磷酸锂进行回收，但是没有进行无害化处理、分离提纯。

另外，现有技术中主流的锂离子电池回收工艺是将脱氟和有价金属浸出分开处理的。综上所述，现有回收工艺中存在的问题包括：一、有价金属浸出的成本高昂；二、氟的高效脱除、分离提纯的方法欠缺；三、无法在一个工艺中同时实现锂离子电池回收脱氟与有价金属的浸出。因此，亟需一种低成本、操作简单的回收工艺方法，实现高效脱氟并协同有价金属浸出。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池粉料混酸蒸馏脱氟并协同有价金属浸出的方法。

为达到上述目的，本发明方法采用的技术方案是：一种锂离子电池粉料混酸蒸馏脱氟并协同有价金属浸出的方法，包括以下步骤：

步骤一、将原料锂离子电池粉碎，收集粒径0.18mm的粉料；

步骤二、将收集到的所述粉料和硫酸溶液混合均匀成为浆料，该硫酸溶液的浓度为40~70wt%，所述粉料和硫酸溶液的质量比为1:2~5；

步骤三、对所述浆料进行蒸馏；